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.3.简谐运动图象问题的两种分析方法法一图象-运动结合法解此类题时,首先要理解x-t图象的意义,其次要把x-t图象与质点的实际振动过程联系起来.图象上的一个点表示振动中的一个状态位置、振动方向等,图象上的一段曲线对应振动的一个过程,关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向.法二直观结论法简谐运动的图象表示振动质点的位移随时间变化的规律,即位移-时间的函数关系图象,不是物体的运动
f轨迹.【典题例析】
2016高考北京卷如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动.以平衡位置O为原点,建立Ox轴,向右为x轴正方向.若振子位于N点时开始计时,则其振动图象为
解析由题意,向右为x轴的正方向,振子位于N点时开始计时,因此t=0时,振子的位移为正的最大值,振动图象为余弦函数,A项正确.
答案A【迁移题组】
迁移1对运动学特征的考查1.一个质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是
A.质点振动的频率为4HzB.在10s内质点经过的路程是20cmC.在5s末,质点的速度为零,加速度最大D.t=15s和t=25s两个时刻质点的位移和速度方向都相反E.t=15s和t=45s两时刻质点的位移大小相等,都是2cm解析:选BCE由图象可知,质点振动的周期为4s,故频率为025Hz,选项A错误;在10s内质点振动了25个周期,经过的路程是10A=20cm,选项B正确;在5s末,质点处于正向最大位移处,速度为零,加速度最大,选项C正确;t=15s和t=25s两个时刻的速度方向相同,故D错误;由图象可得振动方程是
x=2si
24πtcm,将t=15s和t=45s代入振动方程得x=2cm,选项E正确.
迁移2对动力学特征的考查2.有一个在y方向上做简谐运动的物体,其振动图象如图所示.下列关于图甲、乙、丙、丁的判断不正确的是选项中v、F、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度
fA.甲可作为该物体的v-t图象B.乙可作为该物体的F-t图象C.丙可作为该物体的F-t图象D.丙可作为该物体的a-t图象E.丁可作为该物体的a-t图象解析:选ABE因为F=-kx,a=-kmx,故图丙可作为F-t、r