旋转矢量图描述简谐运动的方法和约定:1.矢量长度对应简谐运动的振幅;2.零时刻矢量与x轴的夹角对应简谐运动初始相位;3.矢量旋转的角速度绕向为逆时针,且数值对应简谐运动角频率;4.t时刻矢量与x轴正向的夹角对应简谐运动相位。A 对B 错
旋转矢量图描述简谐运动的方法和约定:
1.矢量长度对应简谐运动的振幅;
2.零时刻矢量与x轴的夹角对应简谐运动初始相位;
3.矢量旋转的角速度绕向为逆时针,且数值对应简谐运动角频率;
4.t时刻矢量与x轴正向的夹角对应简谐运动相位。
A 对
B 错
题目解答
答案
答案 :A
1.矢量长度与振幅
在旋转矢量法描述简谐运动中,矢量的长度是对应简谐运动的振幅的。例如,对于一个弹簧振子做简谐运动,其振动的最大位移范围(振幅)就可以用旋转矢量的长度来表示。这是旋转矢量法描述简谐运动的一个基本约定 。
2.零时刻矢量与x轴夹角和初始相位
当t = 0时,矢量与x轴的夹角就是简谐运动的初始相位。初始相位反映了简谐运动在起始时刻的状态特征,通过这个夹角可以确定在计时开始时振子的位置等相关信息,这也是旋转矢量法中的重要约定内容 。
3.矢量旋转角速度绕向和数值与角频率 矢量旋转的角速度绕向规定为逆时针方向,并且其数值对应简谐运动的角频率。角频率决定了简谐运动的周期等特性,在旋转矢量图中,以这种方式来体现角频率,有助于直观地理解简谐运动的动态过程,这是旋转矢量法描述简谐运动的一个既定规则 。
4.t时刻矢量与x轴正向夹角和相位 在t时刻,矢量与x轴正向的夹角对应简谐运动的相位。相位能够完整地描述简谐运动在任意时刻的状态,包括振子的位置、速度等信息,这一约定使得旋转矢量法能够准确地描述简谐运动的整个过程 。
综上所述, 题目描述正确。
解析
本题考查旋转矢量法描述简谐运动的基本约定。解题核心在于理解旋转矢量法中各要素与简谐运动物理量的对应关系,包括矢量长度、初始时刻夹角、旋转方向与角速度、相位的定义等。需逐一比对题目描述是否符合这些约定。
1. 矢量长度对应振幅
振幅是简谐运动的最大位移,旋转矢量的长度直接对应这一物理量。例如,若振幅为$A$,则矢量长度为$A$,这是旋转矢量法的基本设定。
2. 零时刻矢量与x轴夹角对应初始相位
初始相位$\phi_0$描述运动的初始状态。当$t=0$时,矢量与x轴正方向的夹角即为$\phi_0$,决定了振子的初始位置和速度。
3. 矢量旋转角速度绕向与角频率
角频率$\omega$决定运动快慢。矢量逆时针旋转(符合右手法则)的角速度大小等于$\omega$,且旋转方向与简谐运动的周期性变化一致。
4. t时刻矢量与x轴正向夹角对应相位
相位$\phi = \omega t + \phi_0$完整描述运动状态。t时刻矢量与x轴正方向的夹角即为相位,反映了振子在任意时刻的位置和运动趋势。
综上,题目中四个描述均符合旋转矢量法的约定,答案正确。