第2章 2.1 简谐运动（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册（人教版2019）

1　简谐运动 1.概念 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.特征 (1)存在平衡位置,即振动物体原来静止时的位置; (2)运动具有往复性,即周期性。 知识点 1 机械振动 必备知识 清单破 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 1.弹簧振子模型 弹簧振子是由小球和弹簧所组成的系统,是一种理想化模型。 2.理想振子的条件 (1)弹簧的质量比小球的质量小得多,可以认为质量集中于小球; (2)构成弹簧振子的小球体积足够小,可以认为小球是一个质点; (3)摩擦力可以忽略; (4)在小球运动过程中弹簧始终在弹性限度内。 3.弹簧振子的位移 小球在某时刻的位移,用从平衡位置指向小球所在位置的有向线段表示,有向线段的长度表 示位移大小,指向表示位移方向。 知识点 2 弹簧振子 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 4.弹簧振子的位移-时间图像 以水平放置的弹簧振子为例,取小球的平衡位置为坐标原点O,沿着它的振动方向建立坐标 轴,规定水平向右为正方向,小球在平衡位置右侧时的位置坐标x为正,在平衡位置左侧时的位 置坐标x为负。小球的位置坐标反映了小球相对于平衡位置的位移,小球的位置-时间图像就 是小球的位移-时间图像。 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 1.概念: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,振动过程关于平衡位置对称,是一种周期性运 动。弹簧振子的小球的运动就是简谐运动。 3.简谐运动的图像(x-t图像) 知识点 3 简谐运动 (1)建立坐标系:以横轴表示时间,纵轴表示位移,建立坐标系。 (2)物理意义:振动图像表示振动物体相对于平衡位置的位移随时间变化的规律。 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.秋风来袭,树叶纷纷落下,落叶的运动可以看作机械振动吗? 2.简谐运动是最简单、最基本的机械运动吗? 3.如果弹簧振子在运动过程中,加速度越来越大,小球的速度方向与加速度方向一致吗? 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不可以。机械振动指物体在一个位置附近往复运动,而落叶的运动不是。 2.不是。最简单、最基本的机械运动是匀速直线运动,简谐运动是最简单、最基本的机械振 动。 3.不一致。小球的加速度越来越大,说明小球在远离平衡位置,速度方向与加速度方向相反。 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 1.简谐运动的位移 简谐运动的位移是相对于平衡位置而言的,位移的方向都是背离平衡位置的。 O→M:位移大小增大,方向始终向右 M→O:位移大小减小,方向始终向右 O→M':位移大小增大,方向始终向左 M‘→O:位移大小减小,方向始终向左 关键能力 定点破 定点 简谐运动规律的理解 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 2.简谐运动的速度 (1)质点在平衡位置处位移为零而速度最大,在最大位移处速度为零。 (2)简谐运动中,质点的速度大小与位移大小有关,位移越大,速度越小。 (3)质点的速度方向与位移方向无关,如质点通过同一位置,其位移的方向是一定的,而速度方 向却有两种可能。 (4)速度的正负号表示质点的运动方向与正方向相同或相反。 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 3.由简谐运动的振动图像可以获得的信息 (1)任意时刻质点的位移的大小和方向。如图1所示,质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和-x2。  　      (2)任意时刻质点的运动方向。根据下一时刻质点的位移确定运动方向,如图2中的a点,下一 时刻质点离平衡位置更远,故a点对应时刻质点沿正方向远离平衡位置运动。 (3)任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况。根据下一时刻质点的位移,判断质点 是远离还是靠近平衡位置,若远离平衡位置,则质点的速度越来越小,加速度、位移越来越大; 若靠近平衡位置,则质点的速度越来越大,加速度、位移越来越小。 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 4.简谐运动的对称性 举例 如图所示,质点在A与B之间运动,O点为平衡位置,C和D两点关于O点对称   时间的对称性 tOB=tBO=tOA=tAO,tOD=tDO=tOC=tCO,tDB=tBD=tAC=tCA 速度的对称性 (1)质点经过同一点(如D点)时,速度大小相等,方向可能相同,也可能相反; (2)质点经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时,速度大小相等,方向可能相同,也可能相反 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 位移和 加速度 的对称性 (1)质点经过同一点(如C点)时,位移和加速度 均相同; (2)质点经过关于O点对称的两点(如C点与D 点)时,位移与加速度均大小相等,方向相反 动能、势 能、机械能 的对称性 (1)质点经过同一点(如D点)时,动能、势能、 机械能均相等; (2)质点经过关于O点对称的两点(如C点与D 点)时,动能、势能、机械能均相等 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 典例　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【1】,物块向上运动 B.t=2 s到t=3 s过程中【2】,物块的速度增大 C.t=0.5 s和t=1.5 s时【3】,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 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取　根据题意可提取的信息如图:   思路点拨    (1)物块处于平衡位置时,速度最大,加速度最小(为0); (2)物块远离平衡位置时,位移增大,速度减小,加速度增大; (3)物块经过同一位置时,加速度相同。 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 解析    t=2 s时,物块处于平衡位置,向负方向运动,即物块向下运动,故A错误;从t=2 s到t=3 s过 程中,物块由平衡位置向下运动到负向最大位移处,远离平衡位置,速度减小,B错误;在t=0.5 s 和t=1.5 s时,物块的位移相同,其加速度相同,C正确;t=0.5 s时速度竖直向上,t=1.5 s时速度竖直 向下,物块的速度方向不同,D错误。故选C。 答案    C 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 $$