(教参)第二章 1 简谐运动-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

1　简谐运动 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．通过实验，认识简谐运动的特征。 2．能用图像描述简谐运动 物理观念：进一步树立运动与相互作用的观念。 科学思维：能用图像描述简谐运动。 科学探究：通过实验，认识简谐运动的特征 1．掌握机械振动、简谐运动的概念。 2．知道弹簧振子是一种理想化模型，理解振子的平衡位置和位移。 3．理解简谐运动图像的物理含义，知道该图像是一条正弦曲线 (见学生用书P28) 知识点一　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，简称振动。 2．弹簧振子：小球和__弹簧__组成的系统。 3．可看成弹簧振子的条件 (1)不计摩擦阻力和空气阻力。 (2)不计弹簧的质量。 (3)小球可视为质点。 (4)弹簧的形变在弹性限度内。 4．弹簧振子的位移—时间图像(x­t图像) (1)用横坐标表示振子运动的时间(t)，用纵坐标表示振子离开__平衡__位置的位移(x)，描绘出的图像就是位移随时间变化的图像，即x­t图像，如图所示。 (2)振子的位移x：弹簧振子的位移x是从平衡位置指向振子所在的位置的有向线段。 (3)图像的物理意义：反映了振子位置(位移)随时间变化的规律。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)弹簧振子是一种理想化模型。(　√　) (2)振子的位移是相对于平衡位置来说的。(　√　) (3)机械运动的位移是从初位置指向末位置的有向线段。(　√　) (4)弹簧振子的位移—时间图像就是振子的运动轨迹。(　　) 2．思考题：下图所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，振子从A点运动到C点，在C点时振子的位移大小是多少？方向向哪？ 答案：位移大小等于OC的长度，方向向右。 知识点二　简谐运动 1．简谐运动：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(x­t图像)是一条__正弦__曲线。 2．特点：简谐运动是最简单、最基本的振动。 3．简谐运动的图像 (1)描述振动物体的位移随__时间__的变化规律。 (2)简谐运动的图像是正弦曲线，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、速度方向以及速度大小的变化趋势。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)弹簧振子的运动是简谐运动。(　√　) (2)弹簧振子远离平衡位置运动，速度逐渐减小。(　√　) (3)水平弹簧振子所受弹簧的弹力是振子受到的合力。(　√　) (4)竖直弹簧振子所受的弹力等于振子受到的合力。(　　) 2．思考题：如图所示，一个弹性小球被水平抛出后在互相平行的两个竖直墙面间运动，小球落地之前的运动能否看成简谐运动？ 答案：不能看成简谐运动。 (见学生用书P29) 　　类型一对弹簧振子的振动分析 1．位移及其变化 弹簧振子的位移是指相对平衡位置的位移，由平衡位置指向振子所在的位置。当振子从平衡位置向最大位移处运动时，位移增大；当振子由最大位移处向平衡位置运动时，位移减小。 2．速度及其变化 振子在平衡位置处速度最大，在最大位移处速度为0。振子由平衡位置向最大位移处运动时，速度减小；振子由最大位移处向平衡位置运动时，速度增大。 如图所示，一个弹簧振子做简谐运动，关于该弹簧振子，下列说法正确的是(　D　) A．若振子远离平衡位置的位移为负值，则靠近平衡位置时位移一定为正值 B．振子通过平衡位置时，速度为0，位移最大 C．振子每次通过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同 D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同 解析：若振子远离平衡位置的位移为负值，则在平衡位置同一侧靠近平衡位置时位移也为负值，故A错误；当振子通过平衡位置时，位移为0，速度最大，故B错误；振子每次通过平衡位置时，速度大小相同，方向不一定相同，但位移相同，故C错误；振子每次通过同一位置时，位移相同，速度大小一样，但速度方向可能相同，也可能不同，故D正确。 如图所示，小球被套在光滑的水平杆上，跟弹簧相连组成弹簧振子。小球在平衡位置O点附近的A、B两点间往复运动，以O点为位移起点，向右为位移x的正方向，则： (1)速度由正变成负的位置在__A__点。 (2)位移方向改变的位置在__O__点，负向最大位移值的位置在__B__点。 解析：(1)小球在A、B两点处速度为0，速度由正变成负的位置在A点。 (2)位移的起点在O点，所以位移方向改变的位置在O点，负向最大位移值的位置在B点。 　　类型二简谐运动及其图像 角度1：从弹簧振子认识简谐运动的特征 弹簧上端固定在O点，下端连接一小球，组成一个振动系统，如图所示，用手向下拉一小段距离后释放小球，小球便上下振动起来。关于小球的平衡位置，下列说法正确的是(　D　) A．在小球运动的最低点 B．在弹簧