【解析】 (1)作示意图,根据题意,振子从P点出发,沿路径①达B再沿BP回到出发点P,历时0.20 s,由对称性tPB=tBP=0.10 s;同理,tPO=tOP′=×0.30 s,故tBO=tBP+tPO=T/4.所以T=4×(0.10+0.15)s=1.00 s.即周期为1.00 s.
(2)=2A=25 cm,振幅A=12.5 cm;因振子1个周期通过4A的路程,故在4.0 s=4T内通过s=4×4A=200 cm.
【答案】 (1)1.00 s (2)200 cm
二、简谐运动的图象及作用
简谐运动的图象描述了振动质点的位移随时间的变化规律.从图象中可以确定位移、速度、加速度、动能和势能等物理量以及它们的变化规律,具体分析如下
1.可以确定振动质点在任一时刻的位移.如图1-1中所示,对应t1、t2时刻的位移分别是x1=7 cm、x2=-5 cm.
图1-1
2.确定振动的振幅.图中最大位移的值就是振幅,如图表示的振幅是10 cm.
3.确定振动的周期和频率,振动图象上一个完整的正弦(余弦)图形在时间轴上拉开的"长度"表示周期,由图可知,OD、AE、BF的间隔都等于振动周期T=0.2 s,频率f==5 Hz.
4.确定各时刻质点的振动方向.例如图中在t1时刻,质点正远离平衡位置运动;在t3时刻,质点正向着平衡位置运动.
5.比较各时刻质点的加速度(回复力)的方向和大小.例如在图中t1时刻质点位移x1为正,则加速度a1为负,两者方向相反;t2时刻,位移x2为负,则a2便为正,又因为|x1|>|x2|,所以|a1|>|a2|.
6.比较不同时刻质点的势能、动能的大小.因质点离平衡位置的位移越大