（作业本）第2节 振动的描述（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2节 振动的描述 《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.若做简谐运动的弹簧振子从平衡位置到最大位移处所需最短时间是 ，则( ) D A. 振动周期是 B. 振动周期是 C. 振动频率是 D. 振动频率是 解析 从平衡位置到最大位移处的最短时间恰好是四分之一周期，所以 周期为，频率 ，D正确。 3 2.如图所示，在光滑水平面上振动的弹簧振子的 平衡位置为，把振子拉到点， ， 然后释放振子，经过振子第1次到达 点。 A A. B. C. D. 解析 简谐运动的周期只跟振动系统本身的性质有关，与振幅无关，两 种情况下振子第1次到达平衡位置所需的时间都是振动周期的 ，它们相 等。 若把振子拉到点，，则释放振子后，振子第1次到达 点 所需的时间为( ) 4 3.一个弹簧振子沿轴做简谐运动，取平衡位置为 轴坐标原点。从某 时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿 轴正方向的最大加速 度。能正确反映振子位移与时间 关系的图像是图中的( ) A A. B. C. D. 解析 由简谐运动中加速度与位移的关系可知，在 时刻，加 速度正向最大，则位移负向最大，故选项A正确。 5 4.一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是( ) B A. 质点的振动频率是 B. 在内质点通过的路程是 C. 第 末质点的速度是零 D. 在和 两时刻，质点位移大小相等、 方向相同 6 解析 根据振动图像可知，该简谐运动的周期 ，所以频率 ，A错误； 内质点通过的路程 ，B正确；第 末质点经过平 衡位置，速度最大，C错误；在和 两时刻，质点位移大小 相等、方向相反，D错误。 7 5.弹簧振子在之间做简谐运动，为平衡位置，测得、 之间的距 离为，完成30次全振动所用的时间为 ，则 ( ) C A. 振子的振动周期是，振幅是 B. 振子的振动频率是 C. 振子完成一次全振动通过的路程是 D. 从振子通过点时开始计时，内通过的路程为 解析 由题意知，振子做简谐运动的振幅 ，周期 ，选项A错误；振动的频率 ，选项 B错误；完成一次全振动通过的路程 ，选项 C正确；内通过的路程 ，选项D错误。 8 6.如图所示为某质点做简谐运动的图像。若时，质点正经过 点向 点运动，则下列说法正确的是( ) B A. 质点在 时，正在背离平衡 位置运动 B. 质点在 时的位移最大 C. 时间内，质点的位移 在减小 D. 时间内，质点的位移 在增大 9 解析 由于位移是由平衡位置指向质点所在位置的有向线段，故质点在 时的位移方向向右，且正在向平衡位置运动，选项A错误；质点在 时的位移达到最大，选项B正确； 时间内，质点正在背 离平衡位置运动，所以其位移在增大，选项C错误； 时间内， 质点正在向平衡位置运动，所以其位移在减小，选项D错误。 10 7.一个质点以 为中心做简谐运动，位移随时间变化的图像如图所示， 、、、 表示质点在不同时刻的相应位置。下列说法正确的是 ( ) C A. 质点在位置时比在位置时相位超前 B. 质点通过位置 时，相对于平衡位置的 位移为 C. 质点从位置到和从位置到 所用的 时间相等 D. 质点从位置到和从位置到 的平均 速度相等 11 解析 质点在位置时比在位置时相位超前 ，选项A错误；质点通过位 置时，相对于平衡位置的位移大于，选项B错误；质点从位置到 和 从位置到所用的时间相等，选项C正确；质点从位置到和从位置 到 的时间相等，位移不相等，所以平均速度不相等，选项D错误。 12 8.如图所示，振子以点为平衡位置在、 间做简谐运动，从振子第一 次到达 点开始计时，则( ) B A. 振子第二次到达 点的时间间隔为一个周期 B. 振子第三次到达 点的时间间隔为一个周期 C. 振子第四次到达 点的时间间隔为一个周期 D. 振子从点到点或从点到 点的时间间隔为一个周期 解析 从经过某点开始计时，则再经过该点两次所用的时间为一个周期，B 正确，A、C错误；振子从到或从到 的时间间隔为半个周期，D错误。 13 9.质点沿轴做简谐运动，平衡位置为坐标原点。质点经过 点 和点时速度相同，所用时间 ；质 点由点回到点所用的最短时间 。则该质点做简谐运动的 频率为( ) B A. B. C. D. 解析 由题意可知：、点在点的两侧，关于点对称，质点由 点到 点所用时间，由点回到点所用最短时间 ，表 明质点经过点后还要继续向轴的正方向运动，振幅大于 ，设周 期为，由简谐运动的对称性可知，质点由点回到点的时间为 ，即 ，，频率 。 14 ◆提升能力 10.（多选）如图所示为质点在 内的振动图像，下列叙述正确的 是( ) AD A. 再过 ，该质点的位移是正的最大 B. 再过 ，该质点的速度沿正方向 C. 再过 ，该质点的加速度沿正方向 D. 再过 ，该质点加速度最大 解析 将图像顺延续画增加 ，质点应在正最大位移处，故A、D正确。 15 11.（多选）水平放置的弹簧振子做简谐运动的周期为， 时刻振子不 在平衡位置而且速度不为零；时刻振子的速度与 时刻的速度大小相 等、方向相同；时刻振子的速度与 时刻的速度大小相等、方向相反。 若 ，则( ) AD A. 时刻、时刻与 时刻，弹性势能都相等 B. 时刻与 时刻，弹簧的长度相等 C. ,1,2， D. ,1,2， 16 解析 因为时刻振子的速度与时刻的速度大小相等、方向相同， 时刻振子的速度与 时刻的速度大小相等、方向相反，且 ，可知时刻与 时刻振子在不同位置，由对称性可知， 这两个时刻振子的位置关于平衡位置对称，位移等大、反向， 时刻与 时刻振子在同一位置，位移相同，所以这三个时刻弹性势能都相等， 故A正确；时刻与 时刻振子的位置关于平衡位置对称，位移等大、 反向，弹簧一个时刻处于伸长状态，另一个时刻处于压缩状态，长度不 同，故B错误；根据周期性和对称性可知，时刻与 时刻的时间间隔 最短为，则，，1，2, ，故C错误，D正确。 17 12.一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。 可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为 ，周期为 。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板 的高度差不超过 时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能 舒服登船的时间是( ) C A. B. C. D. 18 解析 由于振幅为，振动方程为 （从游船位于平衡 位置时开始计时），，由于高度差不超过 时，游客能舒 服登船，代入数据可知，在一个振动周期内，临界时刻为 ， ，所以在一个周期内能舒服登船的时间为 ，选项C正确。 19 13.（多选）一弹簧振子沿轴振动，离开平衡位置的最大距离为 ， 振子的平衡位置位于轴上的点。如图甲所示，、、、 为4个不 同的振动状态，黑点表示振子的位置，黑点上箭头表示运动的方向；图 乙中给出的①、②、③、④四条振动图像，可用于表示振子的振动图像 的是( ) 20 A. 若规定状态时 ，则图像为① B. 若规定状态时 ，则图像为② C. 若规定状态时 ，则图像为③ D. 若规定状态时 ，则图像为④ 解析 若时质点处于状态，则此时 ，运动方向为正方 向，图①正确；若时质点处于状态，此时 ，运动方向 为负方向，图②错误；若取处于状态时，此时 ，运动 方向为负方向，图③错误；取状态为 时图④刚好符合，故选项A、 D正确。 √ √ 21 14.某个质点的简谐运动图像如图所示。 22 （1）求振动的振幅和周期； 答案 ; 解析 由题图读出振幅 。 简谐运动方程 。 代入数据得 。 得 。 23 （2）写出简谐运动的表达式。 答案 解析 。 24 15.有一弹簧振子在水平方向上的 之间做简谐运 动，已知间的距离为，振子在 内完成了 10次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始 计时，经过 周期振子有正向最大加速度。 （1）求振子的振幅和周期； 答案 ; 解析 由题设所给的已知条件可知，弹簧振子的振幅为 ，周 期 。 则 。 25 （2）在图中做出该振子的位移—时间图像； 答案 图像见解析 26 解析 由振子从平衡位置时开始计时，经 振子具有正向最大加速度可 知，时振子在负的最大位移处，即时， ，则其位移— 时间图像如图所示。 27 （3）写出该简谐运动的表达式。 答案 ［或 解析 由公式得 ，所以简谐运动表达式为 解析 ［或 。 28 $$