(1)位移:指从平衡位置指向振子所在位置的有向线段,大小为平衡位置到振子所在位置的距离。
这与一般运动中的位移不同,一般运动中的位移都是由初位置指向末位置。
另外,一般运动的位移与时间相对应,而机械振动的位移与时刻相对应。
(2)速度:跟运动学中的含义相同,在所建立的坐标轴(也称为"一维坐标系")上,速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反。
如图111所示,在x坐标轴上,设O点为平衡位置,A、B为位移最大处,则在O点速度最大,在A、B两点速度为零。
图111
(3)加速度:
振子在通过平衡位置处时,加速度的方向改变。不仅如此,加速度的大小也在时刻变化,可见机械振动是变加速运动。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)
关于机械振动的位移和平衡位置,以下说法正确的是( )
A.平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B.机械振动的位移是指以平衡位置为起点的位移
C.机械振动的物体运动的路程越大发生的位移也越大
D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移
解析:选B 平衡位置是物体原来静止时的位置,所以应与受力有关,与是否为振动范围的中心位置无关,如乒乓球竖直落在台面上的运动是一个机械振动,显然其运动过程的平衡位置在球台面上,A错误;振动位移是以平衡位置为起点指向质点所在位置的有向线段,振动位移随时间而变,振子偏离平衡位置最远时,振动物体的振动位移最大,所以D错误,B正确;物体经多次振动后回到平衡位置,此时路程大于前一次回到平衡位置时的路程,但位移相等,C错误。
弹簧振子的振动 [自读教材·抓基础]
1.弹簧振子
(1)组成:弹簧振子是一种理想化模型,其主要组成部分是一个质量可以忽略不计的弹簧和一个质量为m的物体。
图112
(2)如图112所示,弹簧振子运动过程中,各物理量变化情况: