简谐运动的振动过程：功能关系及简谐运动的振动图象

简谐运动的振动过程：功能关系及简谐运动的振动图象（2）对研究对象进行受力分析，明确其所受的每一个力的大小、方向；（1）明确研究对象及其运动过程； 【解题方法点拨】1．解答功能关系问题时，一般步骤如下：

1．内容

（1）功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化．

（2）做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必通过做功来实现．

2．高中物理中几种常见的功能关系

【解题方法点拨】

1．解答功能关系问题时，一般步骤如下：

（1）明确研究对象及其运动过程；

（2）对研究对象进行受力分析，明确其所受的每一个力的大小、方向；

（3）计算各个力所做的功；

（4）明确能量转化的关系，找出对应力所做的功．

．简谐运动的振动图象

简谐运动的描述

（1）描述简谐运动的物理量

①位移x：由平衡位置指向质点所在位置的有向线段，是矢量．

②振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱．

③周期T和频率f：物体完成一次全振动所需的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数，它们是表示震动快慢的物理量．二者互为倒数关系．

（2）简谐运动的表达式x＝Asin（ωt φ）．

（3）简谐运动的图象

①物理意义：表示振子的位移随时间变化的规律，为正弦（或余弦）曲线．

②从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图1所示．

从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图象如图2所示．

【解题方法点拨】

简谐运动的图象的应用

1．图象特征

（1）简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，是正弦曲线还是余弦曲线取决于质点初始时刻的位置．

（2）图象反映的是位移随时间的变化规律，并非质点运动的轨迹．

（3）任一时刻图线上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小．正负表示速度的方向，正时沿x正方向，负时沿x负方向．

2．图象信息

（1）由图象可以看出振幅、周期．

（2）可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移．

（3）可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向．

①回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t轴．

②速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判断，下一时刻位移如增加，振动质点的速度方向就是远离t轴，下一时刻位移如减小，振动质点的速度方向就是指向t轴．