2.1 简谐运动 学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

2.1简谐运动 【导学】 1. 机械振动： 2. 平衡位置： 3. 弹簧振子： 4. 简谐运动： 【问题探讨】 问题一：如何判断一个物体的运动是不是简谐运动？ 问题二：弹簧振子的平衡位置一定在原长处吗？ 问题三：描述运动的物理量速度在简谐运动中具有哪些特征？ 问题四：振子的位移-时间图像就是振子的运动轨迹吗？ 【检测】 1.关于机械振动的位移和平衡位置的描述合理的是(　 　) A.平衡位置就是物体振动范围的中心位置 B.机械振动的位移是以平衡位置为起点的位移 C.做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 2.(2022江苏苏州陆慕高级中学期中)关于简谐运动的下列说法中,正确的是(　 　) A.物体位移减小时,加速度增大,速度减小 B.物体位移方向总跟加速度方向相反,跟速度方向相同 C.物体的运动方向指向平衡位置时,速度方向跟位移方向相反;背离平衡位置时,速度方向跟位移方向相同 D.水平弹簧振子远离平衡位置时,加速度方向跟速度方向相同,靠近平衡位置时,加速度方向跟速度方向相反 3.质点运动的位移x与时间t的关系如图所示,其中不属于机械振动的是(　　 ) 4.如图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图像,由图可知,在t=4 s时刻,质点的(　 　) A.速度为零,位移为正的最大值 B.速度为零,位移为负的最大值 C.速度为正的最大值,位移为零 D.速度为负的最大值,位移为零 5.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图像如图所示,设向右为正方向,则质点的位移向左但速度向右的时间段是( 　　) A.0~1 s内　　　B.1~2 s内 C.2~3 s内　　　D.3~4 s内 6.一个质点做简谐运动,它的振动图像如图,则(　 　) A.图中的曲线部分是质点的运动轨迹 B.有向线段OA是质点在t1时刻的位移 C.有向线段OA在x轴上的投影是质点在t1时刻的位移 D.有向线段OA的斜率等于质点在t1时刻的瞬时速率 【践学】 1.(多选)一个质点以O点为平衡位置做简谐运动,位移随时间变化的图像如图,a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置,则( 　　) A.质点通过位置c时速度最大,加速度为零 B.质点从位置a到位置c和从位置b到位置d所用时间相等 C.质点从位置a到位置b和从位置b到位置c的平均速度相等 D.质点通过位置b和通过位置d时速度方向相同 2.如图甲所示,物块与轻质弹簧组成的弹簧振子,在竖直方向上做简谐运动。取竖直向上为正方向,该弹簧振子的振动图像如图乙所示,则(　 　) A.t=2 s时,物块向上运动 B.t=2 s到t=3 s过程中,物块的速度增大 C.t=0.5 s和t=1.5 s时,物块的加速度相同 D.t=0.5 s和t=1.5 s时,物块的速度相同 3.将弹簧振子从平衡位置拉开4 cm后放开,同时开始计时,其振动图像如图所示,则(　 　) A.0.1~0.2 s内振子做加速度减小的加速运动 B.0.1~0.2 s内振子做加速度增大的减速运动 C.0.1~0.2 s内振子速度方向沿x轴正方向 D.0.15 s时振子的位移大小等于2 cm 4.一物体置于一平台上,随平台一起在竖直方向上做简谐运动,则(　 　) A.当平台振动到最高点时,物体对平台的正压力最大 B.当平台振动到最低点时,物体对平台的正压力最大 C.当平台经过平衡位置时,物体对平台的正压力为零 D.物体在上下振动的过程中,物体的机械能守恒 5.如图所示,一个质量为m=1 kg、有小孔的小球连接在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,该弹簧的劲度系数k=100 N/m,小球套在光滑的杆上,能够自由滑动。不加任何外力时,小球静止在O点。现将小球向右拉至A点,然后由静止释放,小球将做简谐运动,小球向左运动的最远位置是B点。其中OA=10 cm,小球运动到A点时弹簧的弹性势能为0.5 J,不计其他阻力。求: (1)小球在B点的位移大小和加速度大小; (2)小球在振动过