2017-2018学年人教版选修3-4 第十一章 1.简谐运动 学案
2017-2018学年人教版选修3-4 第十一章 1.简谐运动 学案第2页

图11-1-1

我们尝试用表11-1-1的实验数据,用纵轴x表示位移,横轴表示时间作出简谐运动的位移-时间曲线,并判断它与正弦、余弦函数曲线是否比较接近。

解答:以纵轴表示位移x,横轴表示时间t,根据上表的数据在坐标平面上画出各个点,并用平滑曲线将各点连接起来,我们得到一条余弦曲线如图11-1-1所示。

【例2】 如图11-1-2所示是某质点做简谐运动的振动的图象,根据图象中的信息,回答下列问题:

图11-1-2

(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大?

(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻后,质点向哪个方向运动?

(3)质点在第2秒末的位移是多少?在前4秒内的路程是多少?

解析:由图象上的信息,结合质点的振动过程可作出以下回答:

(1)质点离开平衡位置的最大距离就是x的最大值10 cm;

(2)在1.5 s以后的时间质点位移减少,因此是向平衡位置运动,在2.5 s以后的时间位移增大,因此是背离平衡位置运动;

(3)质点在2秒时在平衡位置,因此位移为零,质点在前4秒内完成一个周期性运动,其路程10 cm×4=40 cm。

答案:(1)10 cm

(2)1.5 s时向平衡位置运动 2.5 s时背离平衡位置运动

(3)0,40 cm

【例3】 如图11-1-3所示,在弹簧振子的小球上安置一记录用的铅笔P,在下面放一条白纸带,当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带,铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。为什么?

图11-1-3

解析:用纸带的运动方向代表时间轴的方向,纸带的运动距离x可以代表时间t=,小球振动时,铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。