1.简谐运动-【金版教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册作业与测评课件PPT（人教版2019）

第二章　机械振动 1.简谐运动 目录 1 2 考点模型 考点对点练 核心能力提升练 考点模型 考点对点练 典型考点一　对振动与弹簧振子的理解 1．下列运动中可以看作机械振动的是(　　) A．声带发声 B．音叉被移动 C．火车沿斜坡行驶 D．秋风中树叶落下 解析　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。声带发出声音是因为在其平衡位置附近振动，故A正确；音叉被移动、火车沿斜坡行驶、秋风中树叶落下都是单方向的运动，不是在其平衡位置附近的振动，故B、C、D错误。 考点模型 考点对点练 1 2 3 4 5 4 2.(多选)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。用手将小球向下拉一小段距离后释放，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(　　) A．在小球运动的最低点 B．在弹簧处于原长时的位置 C．在小球速度最大时的位置 D．在小球原来静止时的位置 考点模型 考点对点练 1 2 3 4 5 5 解析　平衡位置是振动系统不振动时，小球(振子)处于平衡状态时所处的位置，可知此时小球所受的重力大小与弹簧的弹力大小相等，即mg＝kx，弹簧处于伸长状态，故D正确，B错误；当小球处于平衡位置时，其加速度为零，速度最大，而在小球运动的最低点，其速度为零，加速度最大，A错误，C正确。 考点模型 考点对点练 1 2 3 4 5 6 [名师点拨]　对平衡位置的理解 (1)平衡位置是指做机械振动的物体原来静止时的位置，即物体原来静止时所受合力为零的位置。 (2)物体做机械振动时，在平衡位置所受合力不一定为零，但在运动方向上所受合力一定为零。如钟摆的摆动，在平衡位置存在向心力。 (3)对于弹簧振子，小球在平衡位置处时弹簧不一定处于原长。 考点模型 考点对点练 1 2 3 4 5 7 典型考点二　弹簧振子的位移—时间图像 3．(多选)如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像，下列关于该图像的说法正确的是(　　) A．该图像的坐标原点建立在振子的平衡位置 B．从图像中可以看出振子在振动过程中是沿 t轴方向移动的 C．为了显示振子在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直于x轴方向匀速运动 D．图像中振子的疏密显示出相同时间内振子位置变化的快慢不同 考点模型 考点对点练 1 2 3 4 5 8 考点模型 考点对点练 1 2 3 4 5 9 典型考点三　简谐运动及其图像的认识和理解 4．(多选)如图所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐运动，在振子从最大位移处a向平衡位置O运动过程中(　　) A．位移方向向左，速度方向向左 B．位移方向向左，速度方向向右 C．位移不断增大，速度不断减小 D．位移不断减小，速度不断增大 解析　在振子从最大位移处a向平衡位置O运动的过程中，振子受到的合力向右且不断减小，速度方向向右且不断增大；位移由平衡位置指向振子所处位置，方向向左，位移不断减小。故B、D正确，A、C错误。 考点模型 考点对点练 1 2 3 4 5 10 5.(多选)如图所示是质点做简谐运动的图像。由此可知(　　) A．t＝0时，质点位移、速度均为零 B．t＝2 s时，质点位移最大、速度为零 C．t＝4 s时，质点位移为零、速度负向最大 D．t＝8 s时，质点停止运动 解析　t＝0时，质点速度最大、位移为零，A错误；t＝2 s时，质点位移最大、速度为零，B正确；t＝4 s时，质点经过平衡位置，位移为零，速度沿负方向且最大，C正确；t＝8 s时，质点位移为零，速度最大，没有停止运动，D错误。 考点模型 考点对点练 1 2 3 4 5 11 [名师点拨]　1.简谐运动图像的应用 (1)可以从图像中直接读出某时刻质点的位移大小和方向、速度方向、质点的最大位移。 (2)也可比较不同时刻质点位移的大小、速度的大小。 (3)还可以预测一段时间后质点位于平衡位置的正向或负向、质点位移的大小与方向、速度的方向和大小的变化趋势。 2．分析图像问题时，要把图像与物体的振动过程联系起来 (1)图像上的一个点对应振动中的一个状态。 (2)图像上的一段图线对应振动中的一个过程。 考点模型 考点对点练 1 2 3 4 5 12 核心能力提升练 1．下列振动是简谐运动的有(　　) A．手拍篮球的运动 B．弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统的运动 C．树枝的摇摆 D．从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动 解析　手拍篮球，球在手和地面之间往复运动，下落和上升时均做匀变速直线运动，不是简谐运动，A错误；弹簧和钢球组成的振动系统的运动属于简谐运动，B正确；树枝的摇摆是不规则的，不一定属于简谐运动，C错误；钢球自由下落过程做匀变速直线运动，不是简谐运动，D错误。 核心能力提升练 1 2 3 4 5 6 14 2．关于机械振动的位移和平衡位置，下列说法正确的是(　　) A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置 B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移 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　平衡位置是物体静止时的位置，与受力有关，与振动范围无关，A错误；振动的位移是以平衡位置为初始点，到振动物体所在位置的有向线段，振动的位移随时间而变，振子偏离平衡位置最远时，振动物体振动的位移最大，B正确，C、D错误。 核心能力提升练 1 2 3 4 5 6 15 3.如图所示，一摆钟的摆锤沿圆弧摆动，在水平方向近似做简谐运动。若取水平向右为正方向，从摆锤经过最左端开始计时，则下列描述摆锤的振动图像中正确的是(　　) 解析　由题可知，摆锤轨迹的最低点是摆锤做简谐运动的平衡位置，t＝0时，摆锤的位移为负的最大值，故C正确。 核心能力提升练 1 2 3 4 5 6 16 4．如图所示，水平方向上有一弹簧振子，O点是其平衡位置，振子在a和b之间做简谐运动，关于振子，下列说法正确的是(　　) A．在a点时加速度最大，速度最大 B．振子从a到O运动时，位移向右，速度增大 C．在b点时位移最大，速度最小 D．在b点时加速度最大，速度最大 解析　O点为弹簧振子振动的平衡位置，则振子从a到O运动时，位移向左，速度增大，B错误；振子在a、b两位置，振动的位移最大，加速度最大，速度为零，A、D错误，C正确。 核心能力提升练 1 2 3 4 5 6 17 5．如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P，在下面放一条白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图乙所示，由图像判断下列说法正确的是(　　) A．振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm B．1 s末到5 s末振子的路程为10 cm C．2 s末和4 s末振子的位移相等，运动方向也相同 D．振子在2 s内完成一次往复性运动 核心能力提升练 1 2 3 4 5 6 18 解析　由图像可知振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm，A正确；1 s末到5 s末振子的路程是振子运动路径的总长，为40 cm，B错误；2 s末和4 s末振子的位移均为零，位移相同，2 s末振子向负方向运动，4 s末振子向正方向运动，运动方向相反，C错误；振子在4 s内完成一次往复性运动，D错误。 核心能力提升练 1 2 3 4 5 6 19 6．如图1为一弹簧振子的振动图像，图2为弹簧 振子的示意图，规定向右的方向为正方向，弹簧振子 在F、G之间运动，E是振动的平衡位置。试根据图像 分析以下问题： (1)如图所示，振子振动的起始位置是____，从初始位置开始，振子向____(填“右”或“左”)运动。 (2)在图2中，O、A、B、C、D分别对应振动过程中的位置情况为：O对应____，A对应_____，B对应_____，C对应_____，D对应_____。 (3)在t＝2 s时，振子的速度方向与t＝0时的速度方向_______。 (4)振子在前4 s内的位移等于____。 E 右 E G E F E 相反 0 核心能力提升练 1 2 3 4 5 6 20 解析　(1)由x­t图像知，在t＝0时，弹簧振子在平衡位置，故起始位置为E；从t＝0时刻开始，振子向正方向运动，即向右运动。 (2)由x­t图像知：O点、B点、D点在平衡位置，对应E点；A点在正向最大位移处，对应G点；C点在负向最大位移处，对应F点。 (3)t＝2 s时，图线斜率为负，即速度方向为负方向；t＝0时，斜率为正，速度方向为正方向。故两时刻的速度方向相反。 (4)4 s末振子回到平衡位置，故振子在前4 s内的位移等于0。 核心能力提升练 1 2 3 4 5 6 21 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R 解析　由题图可直观地获得以下信息：(1)t＝0时刻振子的位置；(2)振子的振动方向；(3)底片的运动方向；(4)振子振动速度的变化等。由题图可知，t＝0时刻振子的位移为0，位于平衡位置，即该图像的坐标原点建立在振子的平衡位置，A正确；振子只在x轴上振动，横轴是由底片匀速运动得到的，且由t＝eq \f(x,v)转化成时间轴，B错误，C正确；题图中两相邻振子的像之间的时间间隔相同，故疏处说明其位置变化快，密处说明其位置变化慢，D正确。 $$