和P关于平衡位置O对称,质点通过的总路程为2A。
综上分析,可得到结论:做简谐运动的质点,在向平衡位置运动的过程中,取某一位置开始计时,质点在时间内通过的路程s>A;在远离平衡位置的过程中,取某一位置开始计时,质点在时间内通过的路程s<A;而如果计时起点就选在最大位移处或者平衡位置,那么质点在时间内通过的路程s=A。
[特别提醒] 简谐运动的振幅大,振动物体的位移不一定大,但其最大位移一定大。
[试身手]
1.一竖直悬挂的弹簧振子,下端装有一记录笔,在竖直面内放置有一记录纸。当振子上下振动时,以速率v水平向左匀速拉动记录纸,记录笔在纸上留下如图所示的图象。y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标。由此图求得,振动的周期为______和振幅为______。
解析:由图象可知,振子在一个周期内沿x方向的位移为2x0,水平速度为v,故周期T=;又由图象知2A=y1-y2,故振幅A=。
答案:
简谐运动的表达式 [探新知·基础练]
简谐运动的一般表达式为x=Asin(ωt+φ)
(1)x表示振动物体相对于平衡位置的位移。
(2)A表示简谐运动的振幅。
(3)ω是一个与频率成正比的量,表示简谐运动的快慢,ω==2πf。
(4)ωt+φ代表简谐运动的相位,φ表示t=0时的相位,叫做初相。
[辨是非](对的划"√",错的划"×")
1.做简谐运动的质点先后通过同一点,速度、加速度、位移都是相同的。(×)
2.做简谐运动的质点,速度增大时,其加速度一定减小。(√)
3.做简谐运动的质点,位移增大时,其速度一定减小。(√)
[释疑难·对点练]
1.简谐运动的表达式理解
做简谐运动的物体位移x随时间t变化的表达式:x=Asin(ωt+φ), 由简谐运动的表达式可以直接读出振幅A、圆频率ω和初相φ。据ω=或ω=2πf可求周期T或频率f,