题文
一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8 cm,频率为0.5 Hz.在t=0时,位移是4 cm,且向x轴负方向运动,试写出用正弦函数表示的振动方程x=Asin(ωt+φ).
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
简谐运动方程的一般表达式为x=Asin(ωt+φ).根据题给条件有:A=0.08 m,ω=2πf=π,所以x="0.08sin(πt+π)" m.将t=0时x=0.04 m代入得0.04=0.08sinφ,解得初相φ=
或φ= 
.因为t=0时,速度方向沿x轴负方向,即位移在减小,所以取φ=
.
所求的振动方程为x=0.08sin(πt+
) m.
考点
据考高分专家说,试题“一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8 cm,.....”主要考查你对 [简谐运动的概念 ]考点的理解。
简谐运动的概念
简谐运动:
1、机械振动的定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动,简称振动。
2、简谐运动的定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的复力的作用下振动简谐运动是最简单,最基本的机械振动叫做简谐运动。
3、简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置。简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。
4、简谐运动的判定:要判定一个物体的运动是简谐运动,首先要判定这个物体的运动是机械振动,即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时,会不会受到指向平衡位置的回复力作用,物体在运动中受到的阻力是不是足够小。然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系,再让物体沿着x轴的正方向偏离平衡位置,求出物体所受回复力的大小,若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。


