1.x-t图象:用横坐标表示振子运动的时间t,纵坐标表示振子在振动过程中离开平衡位置的位移x,描绘出的图象就是位移随时间变化的图象,即x-t图象.如图5所示.
图5
2.振子的位移:由平衡位置指向振子所在位置,在x-t图象中,某时刻振子位置在t轴上方,表示位移为正(如图中t1、t4时刻),位置在t轴下方表示位移为负(如图中t2时刻).
3.图象的物理意义:反映了振子位移随时间变化的规律,它不是(填"是"或"不是")振子的运动轨迹.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)课本上弹簧振子的频闪照片是小球的运动轨迹.(×)
(2)弹簧振子的x-t图象中,x表示小球在某时刻的位置坐标.(√)
(3)拍摄弹簧振子的频闪照片时,底片只要移动就可以,不一定非要匀速移动.(×)
(4)弹簧振子的位移是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段.(√)
三、简谐运动及其图象
[导学探究] 如图6所示,在弹簧振子的小球上固定安置一记录用的铅笔P,在下面放一条白纸带, 振子振动时,匀速拖动白纸,铅笔可在纸上留下痕迹.
(1)上述曲线怎样建立坐标系?它描述了什么物理意义?
(2)用什么方法判断上述图象是怎样的曲线?
图6
答案 (1)沿白纸的运动方向为时间轴,垂直于白纸运动方向为位移轴.描述了弹簧振子相对平衡位置的位移随时间的变化规律.(2)一种方法是用图上坐标点代入正弦函数表达式中进行检验,另一种是用图上多个点的坐标值输入计算机做出这条曲线,看看这条曲线可以用什么函数表示.
[知识梳理] 对简谐运动及其图象的理解
1.简谐运动:质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图象(x-t图象)是一条正弦曲线.
2.图象的应用
(1)从简谐运动图象可直接读出不同时刻t的位移值.如图7甲所示,质点在t1、t2时刻的