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弹簧振子是由弹簧和质量块组成的经典物理系统。弹簧提供回复力，质量块提供惯性。当质量块偏离平衡位置时，弹簧产生回复力F等于负kx，其中k是弹簧常数，x是位移。这个系统是研究简谐运动的理想模型。
根据胡克定律，弹簧的回复力F等于负kx。结合牛顿第二定律，得到运动方程ma等于负kx。定义角频率ω等于根号k除以m，可以得到简谐运动的位移方程：x等于A乘以sin括号ωt加φ。其中A是振幅，ω是角频率，φ是初相位。
位移时间图像是一条标准的正弦曲线。振幅A表示最大位移，周期T是完成一次完整振动所需的时间。在最大位移处，振子速度为零；在平衡位置处，振子速度最大。图像上任意点的切线斜率表示该时刻的瞬时速度大小。
速度是位移对时间的导数，得到速度函数v等于负Aω乘以cos括号ωt加φ。速度时间图像是余弦曲线，与位移图像相位差π/2。当位移最大时速度为零，当位移为零时速度达到最大值Aω。速度图像超前位移图像π/2的相位。
加速度是速度对时间的导数，得到加速度函数a等于负Aω²乘以sin括号ωt加φ。加速度时间图像是负正弦曲线，与位移图像反相，相差π。三个图像的相位关系是：加速度与位移反相，加速度与速度相差π/2，且满足a等于负ω²x的关系。