高中物理 模块要点回眸 第1点 振动图像的强大功能素材 沪科版选修3-4（通用） 4页

第1点　振动图像的强大功能 ‎ 简谐运动的振动图像描述的是做简谐运动的物体的位移随时间的变化规律，因此由振动图像我们可以知道振动质点各个时刻偏离平衡位置的位移．除此之外，振动图像还有更强大的功能．‎ ‎1．确定振动质点在任一时刻的位移 如图1所示，与t1、t2时刻对应的位移分别为x1＝＋‎7 cm、x2＝－‎5 cm.‎ 图1‎ ‎2．确定振动的振幅 图中的最大位移的数值等于振幅，如图1所示，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(或余弦)图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期．由图1可知，OD、AE、BF的时间间隔都等于振动周期，T＝0.2 s，频率f＝＝5 Hz.‎ ‎4．得到振动质点的位移随时间变化的关系 图中表示的振动质点的位移随时间变化的规律为：x＝10sin (10πt) cm.‎ ‎5．比较各时刻速度的大小 在位移—时间图像上，某时刻对应的图像的斜率表示质点的速度．图中|kt1|<|kt2|，所以|vt1|<|vt2|.‎ ‎6．确定各时刻质点的振动方向 如图1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．‎ ‎7．比较各时刻质点的加速度的方向和大小 在图1中，t1时刻质点位移x1为正，加速度a1为负，两者方向相反；t2时刻质点位移x2为负，加速度a2为正，又因为|x1|>|x2|，所以|a1|>|a2|.‎ ‎8．比较不同时刻质点的势能、动能的大小 质点离平衡位置的位移越大，它所具有的势能越大，动能则越小．如图1所示，在t1时刻质点的势能Ep1大于t2时刻的势能Ep2，而动能Ek1