题目
物体做简谐运动,通过A点时的速度为v,经1 s后物体第一次以速度v通过B点,再经过1 s物体紧接着又通过B点,已知物体在2 s内所走过的总路程为12 cm,则该简谐运动的周期和振幅分别是多大?
答案:解析:物体通过A、B两点的速度均为v,则根据简谐运动规律知,A、B两点一定关于平衡位置O点对称,依题意画出振动路径草图如图9-2-2所示.在图9-2-2(1)中,物体从A向右运动到B,即图中从1运动到2,时间为1 s;再从B经极端位置N又通过B点,即从图中2运动到3,历时1 s.由于A、B两点关于O点对称,因此由图可以得出,从1到3共经历了0.5个周期的时间,即0.5 T=2 s,周期T=4 s;且2A= 12 cm,振幅A=6 cm.在图9-2-2(2)中,物体从A先向左运动,速度方向向左,由于速度为矢量,当物体第一次以相同的速度通过B点时,即图中从1运动到2时,时间为1 s,从2运动到3,又经过1 s.同样A、B两点关于O点对称,从图中可以看出从1到3共经历了1.5 T,即1.5 T=2 s,T=4/3 s,1.5×4A=12 cm,A=2 cm.综上所述该简谐运动的周期和振幅分别为T=4 s,A=6 cm或T=4/3 s,A=2 cm.