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简谐运动的图像
简谐运动的图像遵从正弦函数的规律,描述了质点的位移随时间的变化规律.从图像可以直接获得的信息有质点在任意时刻的位移、质点的振幅、周期,此外还可以确定质点的速度、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.可以确定振动物体在任一时刻的位移.如图所示,对应t1、t2时刻的位移分别是x1=+7 cm、x2=-5 cm.
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.振动图像上一个完整的正弦(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|.