三、理解简谐运动的对称性
如图所示,物体在A与B间运动,O点为平衡位置,C和D两点关于O点对称,则有:
(1)时间的对称
tOB=tBO=tOA=tAO=
tOD=tDO=tOC=tCO,tDB=tBD=tAC=tCA
(2)速度的对称
①物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等,方向相反。
②物体经过关于O点对称的两点(如C与D两点)的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反。
类型一 平衡位置和位移的概念
【例1】 关于机械振动的位移和平衡位置,以下说法中正确的是( )。
A.平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B.机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移
C.机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也越大
D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移
解析:平衡位置是物体原来静止时的位置,应与受力有关,与是否为振动范围的中心位置无关,所以A项不正确;振动位移是以平衡位置为初始点,到质点所在位置的有向线段,振动位移随时间而变,振子偏离平衡位置最远时,振动物体振动位移最大,所以只有选项B正确。
答案:B
题后反思:位移和平衡位置是机械振动问题中非常重要的概念。位移的正负方向应该作出规定,平衡位置则是物体所受回复力为零时所在的位置。
类型二 简谐运动中各物理量的变化规律
【例2】 一水平弹簧振子做简谐运动,则下列说法中正确的是( )。
A.若位移为负值,则速度一定为正值
B.振子通过平衡位置时,速度为零
C.振子每次通过平衡位置时,速度一定相同
D.振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同
解析:该题考查简谐运动中位移和速度的变化规律。振子做简谐运动时,某时刻位移