2026版高中必刷题物理-第2章第1节简谐运动.docxVIP

第2章机械振动

第1节简谐运动

1、简谐运动

1.1概念：如果物体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(x－t图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动．

1.2特点：简谐运动是最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动．

1.3简谐运动的图像

(1)描述振动物体的位移随时间的变化规律．

(2)简谐运动的图像是正弦曲线，从图像上可直接看出不同时刻振动质点的位移大小和方向、速度方向以及速度大小的变化趋势．

2、简谐振动分析

2.1利用振动图像分析位移、速度

位移分析法：如图所示，想要确定质点在t1时刻(P1位置)的速度方向，取.于t1一小段时间的另一时刻t′1，并使t′1－t1极小，确定质点在t′1时刻的位置P′1，可知P′1位于P1的下方，说明t1时刻质点的速度方向沿x轴负方向．同理可判定t2时刻质点沿x轴负方向运动，正在背离平衡位置向负的最大位移处运动．

若|x1|＜|x2|，由简谐运动的对称特点，还可判断t1和t2时刻对应的速度大小关系为v1＞v2.

斜率分析法：图线切线的斜率为正，则速度方向为正方向；图线切线的斜率为负，则速度方向为负方向．斜率的绝对值表示速度大小，斜率的绝对值大，则速度大．

2.2加速度计算方式

由牛顿第二定律可知a＝－eq\f(kx,m)，式中m表示质点的质量，k为比例系数，x表示质点偏离平衡位置的位移.

判断

(1)平衡位置即为速度为零的位置．(×)

(2)弹簧振子的位移是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段．(√)

(3)乒乓球在地面上的上下运动是一种机械振动．(×)

(4)简谐运动就是振子运动轨迹为正弦曲线的运动．(×)