第2章 第1节 简谐运动-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(鲁科版)

物理 选择性必修 第一册 LK 1 1 第1节 简谐运动 刷基础 2 1.［河南新高中创新联盟TOP二十名校2024高二下联考］下列说法正确的是( ) A A.简谐运动是非匀变速运动 B.简谐运动的位移是以计时起点所在位置为起点的位移 C.机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大 D.简谐运动的 图像显示的是振动质点的运动轨迹 题型1 对机械振动、简谐运动的理解 3 解析 简谐运动的 图像是一条正弦曲线,其图像的切线斜率不是定值,因此不是匀速直线运动, 图像不是抛物线,因此也不是匀变速直线运动,所以简谐运动是非匀变速运动,故A正确；简谐运动 的位移是指以平衡位置为起点的位移,故B错误；机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移不一 定大,故C错误；简谐运动的 图像描述的是振动质点在各个时刻偏离平衡位置的位移,不是振动 质点的运动轨迹,故D错误. 题型1 对机械振动、简谐运动的理解 4 2.关于简谐运动的回复力 的含义，下列说法正确的是( ) B A.是弹簧的劲度系数， 是弹簧的长度 B.是回复力跟位移的比值， 是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移 C.根据，可以认为与 成正比 D.表达式中的“-”号表示 始终阻碍物体的运动 题型2 简谐运动的回复力 5 解析 回复力是所有简谐运动都必须满足的关系式，其中是回复力， 是做简谐运动的 物体离开平衡位置的位移，是比例系数，与无关，“-”号表示 的方向与物体偏离平衡位置 的位移方向相反，有时使物体加速，有时阻碍物体的运动，故B正确. 题型2 简谐运动的回复力 6 注意说明 回复力一定等于物体在振动方向上的合力或分力，根据 以及位移的周期性可知，回复力 一定是大小和方向都在改变的力. 题型2 简谐运动的回复力 7 3.如图所示，一轻质弹簧的下端固定在倾角为 的光滑斜面底部，弹簧上端拴接一质量为 的物 块.现将另一质量为的物块轻轻放在的右侧，直至系统达到平衡状态.某时刻突然将物块 取走，则物块 立即沿斜面向上运动，且在以后的运动中斜面始终处于静止状态.已知弹簧的劲度 系数为且弹簧始终在弹性限度内，当地的重力加速度为 ，空气阻力忽略不计. （1）求物块 在运动过程中的最大加速度大小； [答案] 解析 在系统达到平衡状态时，对、整体受力分析，有 ， 突然将物块取走的瞬间，弹簧弹力来不及改变，则此时物块 的加速度最大，有 ， 解得 . 题型3 简谐运动的判断 8 （2）选物块的平衡位置为坐标原点，以沿斜面向上为正方向建立坐标轴，用表示物块 相对 平衡位置的位移，试证明物块 做简谐运动. [答案] 见解析 解析 设物块在平衡位置时弹簧的压缩量为 ， 则有 ， 设平衡位置为原点，沿斜面向上为正方向，物块 经过平衡位置下方的某一位置时，相对平衡位 置的位移为 ， 则 ， 由以上两式得 ， 则物块 做简谐运动. 题型3 简谐运动的判断 9 方法总结 简谐运动的判断方法 判断一个物体是否做简谐运动，可找出回复力与位移之间的关系，若满足 ，则物体做 简谐运动. 具体的步骤如下： （1）物体静止时的位置是平衡位置，一般规定位移的方向为正方向； （2）在振动过程中任选一位置，对物体进行受力分析； （3）将力沿振动方向进行分解，求出振动方向上的合力； （4）判断振动方向上的合力与位移的关系是否满足 . 题型3 简谐运动的判断 10 4.［山东大联考2025高二上质量检测］如图所示，一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是 ( ) D A.若位移为负值，则加速度一定为负值 B.振子通过平衡位置时，速度为零，位移最大 C.振子每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同 D.振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 11 解析 弹簧振子做简谐运动，则振子受到的力指向平衡位置，振子的位移为负值时，受到的力为 正值，振子的加速度为正值，A错误；振子通过平衡位置时，位移为零，速度最大，B错误；振子 每次通过同一位置时，位移相同，速度大小相等，但速度方向不一定相同，C错误，D正确. 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 12 5.［山东菏泽一中2025高二上月考］（多选）如图所示，弹簧上端固定一质量为 的小球，小球 在竖直方向上做振幅为 的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则在小球振动过 程中（重力加速度大小为 ）( ) CD A.小球最大动能应等于 B.弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变 C.弹簧最大弹性势能等于 D.小球在最低点时受到的弹力等于 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 13 思路导引 在弹簧振子运动的过程中,系统的动能、重力势能、弹性势能之和是一定的,遵循机械能守恒定律, 简谐运动中振子处于平衡位置处时具有最大动能,最大动能和最大弹性势能可根据机械能守恒定律 列式计算.题中给出条件,当小球振动到最高点时弹簧正好为原长,根据简谐运动的对称性可求小球 在最低点的加速度. 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 14 解析 小球在平衡位置时,有, ,在平衡位置时动能最大,根据能量守恒定律有 ,A错误；简谐运动过程中弹簧与小球组成的系统机械能守恒,因此小球的动能、 重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变,B错误；从最高点到最低点,小球的重力势能全部转化为 弹簧的弹性势能，则 ,C正确；当小球振动到最高点时弹簧正好为原长,加速度大小为 ,方向竖直向下，根据简谐运动加速度具有对称性可知,最低点加速度大小等于最高点加速度大小, 根据牛顿第二定律可知,得 ,D正确. 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 15 注意说明 在振动的一个周期内,动能和势能完成两次周期性变化；振子经过关于平衡位置对称的两点时,加 速度大小相等，方向相反. 题型4 简谐运动中各物理量之间的关系 16 $$