第3点 破译简谐运动的公式 描述物理规律的方法有公式法和图像法,简谐运动的公式和图像都是高考比较重要的学问点,一般同学们对图像法比较重视,对公式法则经常忽视,而书写简谐运动的公式在高考中也时有考查,这里提示同学们加以重视. 简谐运动的公式:x=Asin(ωt+φ) 其中A为振幅,ω为圆频率,φ为初相. 书写公式要找出三个量:A、ω、φ.对应的书写方式有两类:一是依据实际状况书写;二是依据简谐运动的图像书写. 对点例题 一物体沿x轴做简谐运动,振幅为12 cm,周期为2 s.当t=0时,位移为6 cm,且向x轴正方向运动,求: (1)初相位; (2)t=0.5 s时物体的位移的大小. 解题指导 (1)设简谐运动的表达式为x=Asin(ωt+φ) A=12 cm,T=2 s,ω=2πT,t=0时x=6 cm 代入上式得,6=12sin(0+φ) 解得sin φ=12,φ=π56或6π. 因这时物体向x轴正方向运动,故应取φ=π6, 即其初相位为π6. (2)由上述结果可得: x=Asin(ωt+φ)=12sin(πt+π6) cm t=0.5 s时,x=12sin(ππ42+6) cm=12sin 6π cm=63 cm. 答案 (1)π6 (2)63 cm 技巧点拨 在给定做简谐运动物体的周期、振幅及初始时刻位移的状况下,依据位移时间关系式可以解得初相位,从而确定物体在任意时刻的位置. 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. 答案 x=0.08sin (πt+5π6) m 解析 简谐运动振动方程的一般表达式为x=Asin(ωt+φ). 依据题给条件有: A=0.08 m,ω=2πf=π rad/s. 所以x=0.08sin (πt+φ) m. 将初始条件t=0时、x=0.04 m代入解得初相φ=π6或φ=5π6. 由于t=0时,速度方向沿x轴负方向,即位移在减小, 所以取φ=5π6. 所求的振动方程为x=0.08sin (πt+5π6) m. 本文来源:https://www.wddqw.com/doc/177e6d146f85ec3a87c24028915f804d2b168738.html