振子在平衡位置附近所做的往复运动,简称振动。
二、弹簧振子的位移-时间图像
1.振动位移
从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。
2.建立坐标系的方法
以小球的平衡位置为坐标原点,沿振动方向建立坐标轴。一般规定小球在平衡位置右边(或上边)时,位移为正,在平衡位置左边(或下边)时,位移为负。
3.图像绘制
用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置。
三、简谐运动及其图像
1.定义:如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(xt图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。
2.特点:简谐运动是最简单、最基本的振动,其振动过程关于平衡位置对称,是一种往复运动。弹簧振子的运动就是简谐运动。
3.简谐运动的图像
(1)形状:正弦曲线,凡是能写成x=Asin(ωt+φ)的曲线均为正弦曲线。
(2)物理意义:表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置的位移,是位移随时间的变化规律。
1.自主思考--判一判
(1)平衡位置即速度为零时的位置。(×)
(2)平衡位置为振子能静止的位置。(√)
(3)振子的位移-5 cm小于1 cm。(×)
(4)简谐运动的轨迹是一条正弦(或余弦)曲线。(×)
(5)简谐运动是一种匀变速直线运动。(×)
2.合作探究--议一议
(1)简谐运动与我们熟悉的匀速运动比较,速度有何不同的特点?如何判断一个物体的运动是不是简谐运动?
提示:简谐运动与匀速运动的区别在于其速度大小、方向都不断变化,只要质点的位移随时间按正弦规律变化,则这个质点的运动就是简谐运动。
(2)如图1112所示为振子的位移-时间图像,振子的位移-时间图像就是振子的运动轨迹吗?