1.有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动,已知B、C间的距离为20 cm,振子在2 s内完成了10次全振动.若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0),经过周期振子有负向最大位移.
(1)求振子的振幅和周期;
(2)在图1中作出该振子的位移-时间图像;
(3)写出振子的振动方程.
图1
答案 见解析
解析 (1)xBC=20 cm,t=2 s,n=10,由题意可知:A== cm=10 cm,T===0.2 s.
(2)由振子经过平衡位置开始计时经过周期振子有负向最大位移,可知位移-时间图像如图所示.
(3)由A=10 cm,T=0.2 s,ω==10π rad/s,故振子的振动方程为x=10sin (10πt+π) cm.
2.一物体沿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+) m
解析 简谐运动振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 rad/s.所以x=0.08sin (πt+φ) m.将初始条件t=0,x=0.04 m代入解得初相φ=或φ=.