第2章 第1节 简谐运动-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第1节　简谐运动

[基础梳理]

[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　称为机械振动，简称振动．

注意：机械振动是机械运动的一种．

2．弹簧振子

如图所示，如果球与杆之间的摩擦可以　忽略　，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以　忽略　，我们把小球和弹簧组成的系统称为　弹簧振子　.

3．平衡位置：弹簧未形变时，小球所受　合力为0　的位置．

[知识点二]　弹簧振子的位移—时间图像　

1．建立坐标系：以小球的　平衡位置　为坐标原点，沿着　它的振动　方向建立坐标轴．小球在平衡位置　右边　时它对平衡位置的位移为正，在　左边　时为负．如图．

2．绘制图像：若用横轴表示振子运动的　时间t　，纵轴表示振子在振动过程中离开　平衡位置　的位移x，则振子振动的x­t图像如图所示，是一条正弦(或余弦)曲线．

[知识点三]　简谐运动　

1．定义

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(x­t图像)是一条　正弦　曲线，这样的振动叫作简谐运动．

2．特点

简谐运动是最简单、最基本的　振动　，其振动过程关于　平衡位置　对称，是一种　往复　运动．弹簧振子的运动就是　简谐运动　.

3．简谐运动的图像(如图所示)

(1)简谐运动的图像是振动物体的　位移随时间　的变化规律．

(2)简谐运动的图像是　正弦(或余弦)　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、速度大小和方向的变化趋势．

[自我检测]

1．思维辨析

(1)弹簧振子的平衡位置都在原长处．(  ×  )

(2)振动的物体可以做直线运动，也可以做曲线运动．(  √  )

(3)弹簧振子的运动是简谐运动．(  √  )

(4)振子的位移相同时，速度也相同．(  ×  )

(5)简谐运动的图像都是正弦或余弦曲线．(  √  )

2．基础理解

(1)(多选)下列运动中属于机械振动的是(　　)

A．小鸟飞走后树枝的运动

B．爆炸声引起窗子上玻璃的运动

C．匀速圆周运动

D．竖直向上抛出的物体的运动

解析：AB　[物体在平衡位置附近所做的往复运动是机械振动，A、B正确．圆周运动和竖直上抛运动不是振动．]

(2)(多选)如图所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子m离开O点，再从A点

运动到C点时，下列说法正确的是(　　)

A．位移大小为OC

B．位移方向向右

C．位移大小为AC

D．位移方向向左

解析：AB　[振子离开平衡位置，以O点为起点，C点为终点，位移大小为OC，方向向右，从A到O是加速运动．选项A、B正确．]

弹簧振子

◆[探究导引]

竖直方向上的弹簧振子的振动有什么规律？水平方向上的弹簧振子的振动有什么规律？

提示：竖直方向和水平方向上的弹簧振子都总是在某一位置附近做往复性的运动．

◆[探究归纳]

1．弹簧振子的运动是最典型的机械振动

振动特征：①有一个“中心位置”，即平衡位置；②运动具有往复性．如图所示．

2．弹簧振子的理想化条件