2.1 简谐运动 学案-2023-2024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—2023-2024学年高一物理人教版（2019）选择性必修第一册 基础知识导学 一　弹簧振子 1．机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动。 2．平衡位置：振动物体所受合力为0的位置。 3．弹簧振子：如图所示，带有小孔的小球连接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上能够自由滑动，这样的小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子，简称为振子。 二　简谐运动及其图像 1．弹簧振子的位移—时间图像 (1)建立坐标系：水平的弹簧振子，以小球的平衡位置为坐标原点，沿着它的振动方向建立坐标轴。小球在平衡位置右边时它对平衡位置的位移为正，在左边时为负。 (2)绘制图像：用横轴表示振子运动的时间t，纵轴表示振子在振动过程中离开平衡位置的位移x，振子振动的x ­t图像如图所示，是一条正弦(或余弦)曲线。 2．简谐运动 (1)定义：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x ­t图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。 (2)特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动。 3．简谐运动的振动图像(x ­t图像) 如图所示： (1)简谐运动的振动图像描述振动物体的位移随时间的变化规律。 (2)简谐运动的振动图像是正弦(或余弦)曲线，从图像上可直接看出不同时刻振动质点的位移大小和方向、速度大小和方向的变化趋势。 重难问题探究 1、机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动。 2、简谐运动是最简单、最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动。 基础小题试练 1.一个水平弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17s时，振子运动情况是( ) A.正在向右做减速运动 B.正在向左做减速运动 C.正在向右做加速运动 D.正在向左做加速运动 2.如图所示，弹簧振子在之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立轴。向右为x轴的正方向。若振子位于B点时开始计时，则其振动图像为( ) A. B. C. D. 3.弹簧振子的振幅增大为原来的2倍时，下列说法正确的是( ) A.周期增大为原来的2倍 B.周期减小为原来的 C.周期不变 D.以上说法都不正确 答案以及解析 1.答案：C 解析：根据题意，以水平向右为坐标的正方向，振动周期是0.025s，振子从平衡位置开始向右运动，经过0.17s时，完成了到之间，因此振子正在向右加速运动到平衡位置。 故选C。 2.答案：A 解析：由题意：设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故A正确。 3.答案：C 解析：弹簧振子的周期公式为，故周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关，与振幅无关，C正确。故选C $$