针对训练1 (多选)一个质点做简谐运动的图象如图3所示,下列说法中正确的是( )
图3
A.质点振动频率为4Hz
B.在10s内质点经过的路程是20cm
C.在5s末,质点的速度为零,加速度最大
D.t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等
答案 BCD
解析 由题图简谐运动的图象可知,质点振动的周期T=4 s,故质点振动的频率为f==0.25 Hz,A错误;10 s内质点经过的路程为s=×4A=×4×2 cm=20 cm,B正确;在5 s末,质点运动到最大位移处,故速度为零,加速度最大,C正确;在t=1.5 s和t=4.5 s两时刻质点的位移大小相等、方向相同,D正确.
二、简谐运动的周期性和对称性
1.周期性
做简谐运动的物体经过一个周期或几个周期后,能恢复到原来的状态,因此在处理实际问题中,要注意到多解的可能性.
2.对称性
(1)速率的对称性:系统在关于平衡位置对称的两位置具有相等的速率.
(2)加速度和回复力的对称性:系统在关于平衡位置对称的两位置具有等大反向的加速度和回复力.
(3)时间的对称性:系统通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等.振动过程中通过任意两点A、B的时间与逆向通过的时间相等.
例2 物体做简谐运动,通过A点时的速度为v,经过1s后物体第一次以相同速度v通过B点,再经过1s物体紧接着又通过B点,已知物体在2s内所走过的总路程为12cm,则该简谐运动的周期和振幅分别是多大?
答案 T=4s,A=6cm或T=s,A=2cm
解析 物体通过A点和B点时的速度大小相等,A、B两点一定关于平衡位置O对称.依题意作出物体可能的振动路径图如图甲、乙所示,在图甲中物体从A向右运动到B,即图中