第二节 简谐运动的描述
学 习 目 标 思 维 导 图
1.知道简谐运动的数学表达式，知道数学表达式中各物理量的意义． 2.知道简谐运动的图像是正弦或余弦曲线．
知识点一 简谐运动的函数描述
【情境导学】
(1)如图是弹簧振子做简谐运动的x-t图像，它是一条正弦曲线．请根据数学知识用图中符号写出此图像的函数表达式，并说明各量的物理意义．
(2)两个简谐运动的表达式分别为x1＝3a sin (4πbt＋)和x2＝9a sin (8πbt＋)，它们的振幅之比是多少？频率各是多少？
【知识梳理】
1．振动曲线： 物体做简谐运动时________与时间关系的曲线叫振动曲线，简称x-t图线．
2．描述简谐运动位移—时间图像的函数表达式为x＝________________．
(1)A是简谐运动的振幅，ω为简谐运动的角频率．
(2)ω与周期T或者频率f的关系为ω＝________＝________．
状元随笔 简谐运动的表达式既可以用正弦函数表示，又可以用余弦函数表示，只是对应的初相位不同．
【重难突破】
对表达式x＝A cos (ωt＋φ)的理解
(1)式中x表示振动质点相对于平衡位置的位移；t表示振动的时间．
(2)由于ω＝＝2πf，所以表达式也可写成：
x＝A cos (t＋φ)或x＝A cos (2πft＋φ)．
(3)相位
①φ表示t＝0时，简谐运动质点所处的状态，称为初相位或初相．
②(ωt＋φ)代表了做简谐运动的质点在t时刻，处在一个运动周期中的哪个状态，所以代表简谐运动的相位．相位每增加2π就意味着完成了一次全振动．
(4)相位差
频率相同的两个简谐运动有固定的相位差：Δφ＝φ1－φ2.
①若Δφ＝0，表明两个物体运动步调相同，即同相．
②若Δφ＝π，表明两个物体运动步调相反，即反相．
③若Δφ＝φ1－φ2>0，则1的相位比2的相位超前Δφ或2的相位比1的相位落后Δφ.
④若Δφ＝φ1－φ2<0，则1的相位比2的相位落后|Δφ|或2的相位比1的相位超前|Δφ|.
例1 (多选)如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为x＝5cos (10πt)cm.下列说法正确的是( )
A．M、N间距离为5 cm
B．振子的振动周期是0.2 s
C．t＝0时，振子位于N点
D．t＝0.05 s，振子具有最大加速度
【变式训练1】 (多选)物体A做简谐运动的振动位移xA＝3cos (100t＋)m，物体B做简谐运动的振动位移xB＝5cos (100t＋)m.比较A、B的运动，下列说法正确的是( )
A．振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m
B．周期是标量，A、B周期相等，为100 s
C．A振动的频率fA等于B振动的频率fB
D．A的相位始终超前B的相位
知识点二 简谐运动的图像
【情境导学】
如图是应用频闪照相法，拍摄得到的小球和弹簧的一系列的像．如何证明弹簧振子运动的x-t图像是正弦曲线？
【知识梳理】
位移—时间图像
建立坐标系，横轴代表________，纵轴代表小球__________________，它就是小球在平衡位置附近往复运动的位移—时间图像，称为弹簧振子的振动图像．
【重难突破】
1．对简谐运动图像(x-t图像)的认识
(1)图像形状：正(余)弦曲线．
(2)物理意义：表示振动质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律．
2．从简谐运动图像获取的信息
(1)任意时刻质点的位移的大小和方向．如图甲所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2.
(2)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图乙中质点在a位置时，下一时刻离平衡位置更远，故此刻质点向x轴正方向振动．
(3)简谐运动中速度和位移的关系：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是衡位置．若远离平衡位置，则速度越来越小，位移越来越大，若衡位置，则速度越来越大，位移越来越小，如图乙中质点在b位置时，从正向位移处向着平衡位置运动，则速度为负且增大，位移正在减小，质点在c位置时，从负向位移处远离平衡位置运动，则速度为负且减小，位移正在增大．
例2 如图所示为某弹簧振子在0～5 s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是( )
A．振动周期为5 s，振幅为8 cm
B．第2 s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值
C．从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动
D．第3 s末振子的速度为负向的最大值
【变式训练2】 如图所示是扬声器纸盆中心做简谐运动的振动图像，下列判断正确的是( )
A．t＝2×10－3 s时刻纸盆中心的速度最大
B．t＝3×10－3 s时刻纸盆中心的加速度最大
C．在0～1×10－3 s之间纸盆中心的速度方向与加速度方向相同
D．纸盆中心做简谐运动的方程为x＝1.5×10－4cos (50πt) m
知识点三 简谐运动的周期性和对称性
【重难突破】
1．周期性
简谐运动是一种周期性的运动，根据其周期性可作如下判断：
(1)若t2－t1＝nT，则在t1、t2两时刻振动物体在同一位置，运动情况相同．
(2)若t2－t1＝nT＋T，则在t1、t2两时刻，描述运动物体的物理量(x、F、a、v)均大小相等，方向相反．
(3)若t2－t1＝nT＋T或t2－t1＝nT＋T，则若t1时刻物体到达最大位移处，t2时刻物体到达平衡位置；若t1时刻物体到达平衡位置，t2时刻物体到达最大位移处；若t1时刻物体在其他位置，t2时刻物体到达何处要视具体情况而定．
2．对称性
(1)时间的对称
①物体来回通过相同两点间的时间相等，即tDB＝tBD.
②物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，图中tDB＝tBD＝tCA＝tAC，tOD＝tDO＝tOC＝tCO.
(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)时，速度大小相等，方向可能相同，也可能相反．
(3)位移的对称
①物体经过同一点(如C点)时，位移相同．
②物体经过关于O点对称的两点(如C与D)时，位移大小相等、方向相反．
例3 质点做简谐运动，从质点经过某一位置时开始计时，下列说法正确的是( )
A．当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期
B．当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期
C．当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期
D．当质点经过的路程为振幅的2倍时，经过的时间为半个周期
【变式训练3】 一质点做简谐运动，它从最大位移处经0.3 s第一次到达某点M处，再经0.2 s第二次到达M点，则其振动频率为( )
A．0.4 Hz B．0.8 Hz
C．2.5 Hz D．1.25 Hz
随堂自主检测
1．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向．若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为( )
2．(多选)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为 x＝A sin t，则质点( )
A．第1 s末与第3 s末的位移相同
B．第1 s末与第3 s末的速度相同
C．第3 s末与第5 s末的位移方向相同
D．第3 s末与第5 s末的速度方向相同
3．有一个弹簧振子，振幅为0.8 cm，周期为0.5 s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是( )
A．x＝8×10－3sin (4πt＋) m
B．x＝8×10－3sin (4πt－) m
C．x＝8×10－3sin (4πt＋) m
D．x＝8×10－3sin (t＋) m
4．图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是( )
A．在t＝0.2 s时，弹簧振子运动到O位置
B．在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度相同
C．从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小
D．在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同
温馨提示：请完成课时素养评价11
第二节 简谐运动的描述
知识点一
情境导学
提示：(1)表达式x＝A sin (t＋φ)，式中A表示振幅，T表示周期，φ表示初相位．
(2)它们的振幅分别为3a和9a，比值为1∶3，频率分别为2b和4b.
知识梳理
1．位移
2．A cos (ωt＋φ) (2) 2πf
重难突破
[例1] 解析：M、N间距离为2A＝10 cm，A错误；由ω＝10π rad/s可知振子的振动周期是T＝＝ s＝0.2 s，B正确；由x＝5cos (10πt)cm可知t＝0时x＝5 cm，即振子位于N点，C正确；t＝0.05 s时x＝0，此时振子在O点，振子的加速度为零，D错误．
答案：BC
【变式训练1】 解析：振幅是标量，A、B的振动范围分别是6 m、10 m，但振幅分别是3 m、5 m，A错误；A、B的振动周期为T＝＝ s≈6.28×10－2 s，B错误；因为TA＝TB，故fA＝fB，C正确；相位差Δφ＝φA－φB＝，D正确．
答案：CD
知识点二
情境导学
提示：方法一 在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振子的位移与时间的关系可以用什么函数表示．
方法二 假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的表达式，然后在曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，代入所写出的正弦函数表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线．
知识梳理
时间t 相对平衡位置的位移x
重难突破
[例2] 解析：振幅等于最大位移的大小，故振幅为4 cm，而周期是完成一次全振动的时间，所以振动周期为4 s，A错误；第2 s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值，B正确；从第1 s末到第2 s末振子向负的最大位移处运动，所以振子速度减小，做减速运动，C错误；第3 s末振子的位移为零，振子正经过平衡位置向正方向运动，故速度最大且方向为正，D错误．
答案：B
【变式训练2】 解析：t＝2×10－3 s时刻在位移最大位置，则纸盆中心的速度为零，A错误；t＝3×10－3 s时刻纸盆中心在平衡位置，加速度为零，B错误；在0～1×10－3 s之间纸盆中心的速度方向与加速度方向均沿负方向，方向相同，C正确；因为ω＝＝ rad/s＝500π rad/s，则纸盆中心做简谐运动的方程为x＝1.5×10－4cos (500πt)m，D错误．
答案：C
知识点三
重难突破
[例3] 解析：质点连续两次经过同一位置的时间不一定是一个周期，A错误；质点同向经过关于平衡位置对称的两点速度相同，但经过的时间不为一个周期，B错误；质点连续两次经过同一位置时，加速度相同，但经历的时间一般不等于一个周期，C错误；质点在任何半个周期内通过的路程一定是振幅的2倍，D正确．
答案：D
【变式训练3】 解析：由题意知，从M位置沿着原路返回到起始最大位移处的时间也为0.3 s，故完成一个全振动的时间为T＝0.3 s＋0.2 s＋0.3 s＝0.8 s，故频率为f＝＝1.25 Hz，D正确．
答案：D
随堂自主检测
1．解析：由题意，向右为x轴的正方向，振子位于N点时开始计时，因此t＝0时，振子的位移为正的最大值，振动图像为余弦函数，A正确．
答案：A
2．解析：根据x＝A sin t可求得该质点振动周期为T＝ 8 s，则该质点振动图像如图所示，图像的斜率为正表示速度为正，反之为负，由图可以看出第1 s末和第3 s末的位移相同，但斜率一正一负，故速度方向相反，A正确，B错误；第3 s末和第5 s末的位移方向相反，但两点的斜率均为负，故速度方向相同，C错误，D正确．
答案：AD
3．解析：由题可知，A＝0.8 cm＝8×10－3 m，T＝0.5 s，可得ω＝＝4π rad/s，初始时刻具有负方向的最大加速度，则初位移x0＝0.8 cm，初相位φ＝，得弹簧振子的振动方程为x＝8×10－3sin (4πt＋)m，A正确．
答案：A
4．解析：由题图知，若从平衡位置开始计时，则在t＝0.2 s时，弹簧振子运动到B或A位置，A错误；在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度大小相等、方向相反，B错误； 从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子的位移越来越大，弹簧的弹性势能越来越大，其动能越来越小，C正确； 在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度大小相等、方向相反，D错误．
答案：C
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第二节 简谐运动的描述
学 习 目 标 思 维 导 图
1.知道简谐运动的数学表达式，知道数学表达式中各物理量的意义．
2.知道简谐运动的图像是正弦或余弦曲线．
知识点一 简谐运动的函数描述
【情境导学】
(1)如图是弹簧振子做简谐运动的x-t图像，它是一条正弦曲线．请根据数学知识用图中符号写出此图像的函数表达式，并说明各量的物理意义．
提示：它们的振幅分别为3a和9a，比值为1∶3，频率分别为2b和4b.
【知识梳理】
1．振动曲线： 物体做简谐运动时________与时间关系的曲线叫振动曲线，简称x-t图线．
2．描述简谐运动位移—时间图像的函数表达式为x＝___________．
(1)A是简谐运动的振幅，ω为简谐运动的角频率．
(2)ω与周期T或者频率f的关系为ω＝________＝________．
状元随笔 简谐运动的表达式既可以用正弦函数表示，又可以用余弦函数表示，只是对应的初相位不同．
位移
A cos (ωt＋φ)
2πf
(3)相位
①φ表示t＝0时，简谐运动质点所处的状态，称为初相位或初相．
②(ωt＋φ)代表了做简谐运动的质点在t时刻，处在一个运动周期中的哪个状态，所以代表简谐运动的相位．相位每增加2π就意味着完成了一次全振动．
(4)相位差
频率相同的两个简谐运动有固定的相位差：Δφ＝φ1－φ2.
①若Δφ＝0，表明两个物体运动步调相同，即同相．
②若Δφ＝π，表明两个物体运动步调相反，即反相．
③若Δφ＝φ1－φ2>0，则1的相位比2的相位超前Δφ或2的相位比1的相位落后Δφ.
④若Δφ＝φ1－φ2<0，则1的相位比2的相位落后|Δφ|或2的相位比1的相位超前|Δφ|.
例1 (多选)如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为x＝5cos (10πt)cm.下列说法正确的是( )
A．M、N间距离为5 cm
B．振子的振动周期是0.2 s
C．t＝0时，振子位于N点
D．t＝0.05 s，振子具有最大加速度
答案：BC
答案：CD
知识点二 简谐运动的图像
【情境导学】
如图是应用频闪照相法，拍摄得到的小球和弹簧的一系列的像．如何证明弹簧振子运动的x-t图像是正弦曲线？
提示：方法一 在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，把测量值输入计算机中作出这条曲线，然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振子的位移与时间的关系可以用什么函数表示．
方法二 假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的表达式，然后在曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，代入所写出的正弦函数表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线．
【知识梳理】
位移—时间图像
建立坐标系，横轴代表________，纵轴代表小球__________________，它就是小球在平衡位置附近往复运动的位移—时间图像，称为弹簧振子的振动图像．
时间t
相对平衡位置的位移x
【重难突破】
1．对简谐运动图像(x-t图像)的认识
(1)图像形状：正(余)弦曲线．
(2)物理意义：表示振动质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律．
2．从简谐运动图像获取的信息
(1)任意时刻质点的位移的大小和方向．如图甲所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2.
(2)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图乙中质点在a位置时，下一时刻离平衡位置更远，故此刻质点向x轴正方向振动．
(3)简谐运动中速度和位移的关系：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是衡位置．若远离平衡位置，则速度越来越小，位移越来越大，若衡位置，则速度越来越大，位移越来越小，如图乙中质点在b位置时，从正向位移处向着平衡位置运动，则速度为负且增大，位移正在减小，质点在c位置时，从负向位移处远离平衡位置运动，则速度为负且减小，位移正在增大．
例2 如图所示为某弹簧振子在0～5 s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是( )
A．振动周期为5 s，振幅为8 cm
B．第2 s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值
C．从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动
D．第3 s末振子的速度为负向的最大值
答案：B
解析：振幅等于最大位移的大小，故振幅为4 cm，而周期是完成一次全振动的时间，所以振动周期为4 s，A错误；第2 s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值，B正确；从第1 s末到第2 s末振子向负的最大位移处运动，所以振子速度减小，做减速运动，C错误；第3 s末振子的位移为零，振子正经过平衡位置向正方向运动，故速度最大且方向为正，D错误．
【变式训练2】 如图所示是扬声器纸盆中心做简谐运动的振动图像，下列判断正确的是( )
A．t＝2×10－3 s时刻纸盆中心的速度最大
B．t＝3×10－3 s时刻纸盆中心的加速度最大
C．在0～1×10－3 s之间纸盆中心的速度方向与加速度方向相同
D．纸盆中心做简谐运动的方程为x＝1.5×10－4cos (50πt) m
答案：C
2．对称性
(1)时间的对称
①物体来回通过相同两点间的时间相等，即tDB＝tBD.
②物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，图中tDB＝tBD＝tCA＝tAC，tOD＝tDO＝tOC＝tCO.
(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)时，速度大小相等，方向可能相同，也可能相反．
(3)位移的对称
①物体经过同一点(如C点)时，位移相同．
②物体经过关于O点对称的两点(如C与D)时，位移大小相等、方向相反．
例3 质点做简谐运动，从质点经过某一位置时开始计时，下列说法正确的是( )
A．当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期
B．当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期
C．当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期
D．当质点经过的路程为振幅的2倍时，经过的时间为半个周期
答案：D
解析：质点连续两次经过同一位置的时间不一定是一个周期，A错误；质点同向经过关于平衡位置对称的两点速度相同，但经过的时间不为一个周期，B错误；质点连续两次经过同一位置时，加速度相同，但经历的时间一般不等于一个周期，C错误；质点在任何半个周期内通过的路程一定是振幅的2倍，D正确．
【变式训练3】 一质点做简谐运动，它从最大位移处经0.3 s第一次到达某点M处，再经0.2 s第二次到达M点，则其振动频率为( )
A．0.4 Hz B．0.8 Hz
C．2.5 Hz D．1.25 Hz
答案：D
1．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向．若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为( )
答案：A
解析：由题意，向右为x轴的正方向，振子位于N点时开始计时，因此t＝0时，振子的位移为正的最大值，振动图像为余弦函数，A正确．
答案：AD
答案：A
4．图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是( )
A．在t＝0.2 s时，弹簧振子运动到O位置
B．在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度相同
C．从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小
D．在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同
答案：C
解析：由题图知，若从平衡位置开始计时，则在t＝0.2 s时，弹簧振子运动到B或A位置，A错误；在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度大小相等、方向相反，B错误； 从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子的位移越来越大，弹簧的弹性势能越来越大，其动能越来越小，C正确； 在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度大小相等、方向相反，D错误．
答案：A
2．某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是( )
A．t＝1 s时，振子的速度为零，加速度为正的最大值
B．t＝2 s时，振子的速度为负，加速度为零
C．t＝3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零
D．t＝4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值
答案：B
解析：t＝1 s时，振子的位移为正的最大值，速度为零，加速度为负的最大值，A错误；t＝2 s时，振子的位移为零，速度为负的最大值，加速度为零，B正确；t＝3 s时，振子的位移为负的最大值，速度为零，加速度为正的最大值，C错误；t＝4 s时，振子的位移为零，速度为正的最大值，加速度为零，D错误．
3．图甲为由物块和轻弹簧制作的一个竖直放置的振动装置．图乙记录了物块振动过程中速度v随时间t变化的曲线，以向上为正方向．关于该振动过程，
下列说法正确的是( )
A．t＝0时，弹簧处于原长状态
B．t＝0.4 s时，物块加速度为零
C．t＝0.2 s时，物块位于平衡位置上方
D．t＝0.6 s时，物块位于平衡位置下方
答案：B
解析：t＝0时，加速度为零，此时物块处于平衡状态，弹簧处于伸长状态，A错误；t＝0.4 s时，物块的速度最大，则加速度为零，B正确；t＝0.2 s时，物块速度为零，之后向正方向运动，所以物块位于最低点，即物块位于平衡位置下方，C错误；t＝0.6 s时，物块速度为零，之后向负方向运动，即物块位于最高点，即物块处于平衡位置上方，D错误．
答案：C
5.一弹簧振子做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是( )
A．振子的振幅为8 cm
B．振子的运动轨迹为余弦曲线
C．在0.1 s末振子的速度方向沿x轴正方向
D．在0.2 s末振子的加速度达到最大
答案：D
解析：振子的振幅为A＝4 cm，A错误；x-t图像不是振子的运动轨迹，B错误；由图像可知，在0.1 s末振子的速度方向沿x轴负方向，C错误；在0.2 s末振子位移负向最大，则回复力最大，加速度达到最大，D正确．
答案：C
答案：C
解析：该振子的周期为4 s，A错误；在1.5～2 s时间内，振子的位移不断减小，则加速度不断减小，B错误；在3.5 s时，振子的速度和加速度都沿x轴负方向，C正确；在3.5～5.5 s时间，刚好是半个周期，振子通过的路程为s＝2A＝10 cm，D错误．
答案：CD
答案：B
10．(12分)某质点做简谐运动的振动图像如图所示，求：
(1)在前4 s内质点的路程s；
答案：0.4 m
解析：质点做简谐运动的周期为4 s，在一个周期内质点的路程是4 A，所以在前4 s内质点的路程s＝4A＝4×0.1 m＝0.4 m.
(2)质点做简谐运动的位移随时间变化的关系式(用余弦函数表示)．
11．(12分)深圳市宝安区的“湾区之光”摩天轮直径为120 m，摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动，转一圈用时1 600 s如图甲．当太阳在摩天轮正上方竖直向下照射时，某轿厢在水平地面的投影的运动可视为简谐运动，假设轿厢运动过程中太阳照射角度不变，求：
(1)该简谐运动的振幅及最大速度；
(2)如果太阳光从摩天轮所在平面上左上方45°角平行照射，如图乙，则该轿厢在水平地面的投影的运动是否为简谐运动．如果不是，请说明原因；如果是，该简谐运动的振幅为多少．
