（作业本）第1节 简谐运动（PPT课件）-【顶尖课课练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版 2019）

1 作业本 第2章 机械振动 第1节 简谐运动 《顶尖课课练·物理（选择性必修 第一册）（鲁科版）》配套课件 2 （限时45分钟） ◆夯实基础 1.简谐运动是( ) C A. 匀变速运动 B. 匀速直线运动 C. 非匀变速运动 D. 匀加速直线运动 解析 做简谐运动的物体所受回复力为，加速度为 ， 随 的变化而变化，故是非匀变速运动，C正确，A、B、D错误。 3 2.如图所示，对做简谐运动的弹簧振子 的受力分析正确的是( ) A A. 重力、支持力、弹簧的弹力 B. 重力、支持力、弹簧的弹力、回复力 C. 重力、支持力、回复力、摩擦力 D. 重力、支持力、摩擦力 解析 回复力是振子沿振动方向的合力，是效果力而不是物体实际受到 的力，B、C错误；弹簧振子做简谐运动，不受摩擦力，D错误。 4 3.下列说法正确的是( ) A A. 弹簧振子的运动是简谐运动 B. 简谐运动是机械运动中最简单、最基本的运动 C. 简谐运动中位移的方向总是指向平衡位置 D. 简谐运动中位移的方向总与速度的方向相反 5 解析 弹簧振子的运动就是简谐运动，但简谐运动有许多种，如水中浮 标上下微小的浮动，后面将要学习的单摆在空气中的小角度摆动都是简 谐运动，它是机械振动中最基本、最简单的振动，而机械运动中最基本、 最简单的运动是匀速直线运动，因此选项A正确，B错误；振动中位移 总是相对于平衡位置而言的，它是从平衡位置开始，总是背离平衡位置 的，所以选项C错误；虽然位移方向总是背离平衡位置，但速度具有 “双向性”，当质点远离平衡位置运动时，它与位移方向相同，质点向平 衡位置运动时，它与位移方向相反，所以选项D错误。 6 4.在下图中，能正确表示质点做简谐运动时所受回复力跟位移关系的是 ( ) B A. B. C. D. 解析 做简谐运动的物体的受力特征为 ，故B正确。 7 5.（多选）关于机械振动和平衡位置，下列说法正确的是( ) AB A. 平衡位置就是振动物体静止时的位置 B. 机械振动的位移总是以平衡位置为起点 C. 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的位移 解析 平衡位置就是振动物体所受回复力为零的位置，是振动物体静止 时的位置，故A正确。振动位移是以平衡位置为起点，到物体所在位置 的有向线段；振动位移随时间而变化，物体偏离平衡位置最远时，振动 物体的位移最大，此最大位移叫振幅；路程越大，位移不一定越大。故 B正确，C、D错误。 8 6.图中所示为一弹簧振子， 为平衡位置，若以 向右为正方向，则振子在、 之间振动时( ) A A. 位移为负、速度为正 B. 位移为正、速度为负 C. 位移为负、速度为正 D. 位移为正、速度为负 解析 速度方向即振子运动方向，而振动位移是以平衡位置 为初始位 置指向振子所在位置， 位移向左为负，速度向右为正，故A正 确；位移向右为正，速度向右为正，故B错误； 位移向右 为正，速度向左为负，故C错误； 位移向左为负，速度向左为负， 故D错误。 9 7.（多选）如图所示，物体以点为平衡位置，在、 间做简谐运动。 下列说法正确的是( ) BD A. 物体在、 两点的速度和加速度都是零 B. 物体通过 点时，加速度方向发生变化 C. 回复力方向总是跟物体速度方向相反 D. 物体离开平衡位置的运动是减速运动 10 解析 物体做简谐运动时，通过平衡位置一次，回复力的方向变化一次， 所以加速度方向改变一次，B正确；物体运动到最大位移、 处时，回 复力最大，所以加速度最大，A错误；当物体向平衡位置运动时，回复 力的方向跟速度方向相同，C错误；物体由平衡位置向最大位移处运动 时，回复力的方向跟速度方向相反，是减速运动，D正确。 11 8.弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程 中( ) D A. 振子所受的回复力逐渐增大 B. 振子的位移逐渐增大 C. 振子的速度逐渐减小 D. 振子的加速度逐渐减小 解析 振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的位移，因而向 平衡位置运动时位移逐渐减小。而回复力与位移成正比，故回复力也减 小。由牛顿第二定律 得，加速度也减小。物体向平衡位置运动时， 回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大。 12 9.弹簧振子的质量是，当它运动到平衡位置左侧 时，受到的回 复力是，当它运动到平衡位置右侧 时，它的加速度是( ) D A. ，向右 B. ，向左 C. ，向右 D. ，向左 解析 加速度方向指向平衡位置，因此方向向左。由简谐运动的回复力 公式可知，当时，回复力大小 ，所以加速度 大小 ，D正确。 13 ◆提升能力 10.水平弹簧振子做简谐运动经过点时，加速度的大小是 ，方向 指向点；当它经过点时，加速度的大小是，方向指向 点， 平衡位置为点。下列有关、 两点的位置关系正确的是( ) C A. B. C. D. 14 解析 弹簧振子的加速度的方向始终指向平衡位置， 点加速度方向指 向，点加速度方向指向，故点在点、 之间，A、B错误；弹簧 振子做简谐运动经过点时的加速度小于经过 点时的加速度，由加速 度公式，可知点距平衡位置的距离比 点距平衡位置的距离小， 故C正确，D错误。 15 11.如图所示，弹簧振子上放一个物块，在与 一 起做简谐运动的过程中，下列关于 受力的说法中正 确的是( ) D A. 物块 受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力 B. 物块 受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力 C. 物块受重力、支持力及 对它的恒定的摩擦力 D. 物块受重力、支持力及 对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力 解析 物块受到重力、支持力和摩擦力的作用。摩擦力提供 做简谐运动 所需的回复力，即 ，其大小和方向都随时间变化，选项D正确。 16 12.如图为某鱼漂的示意图。当鱼漂静止时，水位恰好在 点。用手将鱼 漂往下按，使水位到达点。松手后，鱼漂会上下运动，水位在、 之间来回移动，且鱼漂的运动是简谐运动。下列说法正确的是( ) B A. 水位到达 点时，鱼漂的位移向下最大 B. 水位在 点时，鱼漂的速度最大 C. 水位到达 点时，鱼漂具有向下的加速度 D. 鱼漂由上往下运动时，速度越来越大 17 解析 水位由点到点过程，鱼漂向上运动，到达 点时，位移方 向向上，达到最大，A错误；点是平衡位置，所以水位在 点时鱼 漂的速度最大，B正确；水位到达 点时，鱼漂具有向上的加速度， C错误；鱼漂由上往下运动时，可能加速也可能减速，D错误。 18 13.（多选）关于质点做简谐运动，下列说法中正确的是( ) AD A. 在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反 B. 在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同 C. 在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大 D. 在某一段时间内，它的势能减小，加速度的大小也减小 19 解析 如图，设 为质点做简谐运动的平衡位置，由于质点受到的回复 力和位移的方向总是相反的，且质点由到和由到 的过程中，速度 的方向与回复力的方向相同，A正确；质点的位移方向与加速度方向总 相反，B错误；质点振动过程中，当回复力增大时，其势能增加，根据 机械能守恒定律，其动能必然减小，C错误；当质点的势能减小时，如 从到或从到 阶段，回复力减小，势能减小，质点的加速度大小也 减小，D正确。 20 14.如图所示，将一劲度系数为，原长为 的轻弹簧 的一端固定在倾角为 的光滑斜面的顶端，另一端 连接一质量为 的小球。将小球沿斜面拉下一段距 离后松手。证明：小球的运动是简谐运动。 证明 设小球在弹簧长度为时，在平衡位置，弹簧原长 ，选沿斜 面向上为正方向，则由平衡条件得 。当小球 振动经过点以上距点为 处时，受力为 ，整理得 ，因此小球的运 动是简谐运动。 21 15.如图所示，一质量为 的无底木箱，放在水平地 面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着 用细线连接在一起的两个物体和， 。 剪断、间的细线后，做简谐运动，则当 振动到 最高点时，木箱对地面的压力为多少？ 答案 22 解析 剪断细线前的受力情况：重力 ，向下；细 线拉力，向下；弹簧对的弹力 ， 向上。此时弹簧的伸长量为 。剪断细线 后， 做简谐运动，其平衡位置在弹簧的伸长量为 处，最低点即刚剪断细线时的位置，离平衡位置的距离为 ， 由简谐运动的对称性特点知，最高点离平衡位置的距离也为 ，所以 最高点的位置恰好在弹簧的原长处。此时弹簧对木箱作用力为零，所以 此时木箱对地面的压力为 。 23 $$