2.1 简谐运动 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件围绕简谐运动展开，涵盖机械振动、弹簧振子、简谐运动定义及位移-时间图象等核心知识点。从机械振动实例判断导入，通过弹簧振子理想化模型构建，结合频闪照片法和描图实验绘制x-t图象，形成从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于以模型建构（弹簧振子条件）和科学探究（学生动手描图）培养科学思维，通过心电图仪等实例联系实际强化运动观念。例题与对称性总结帮助学生深化理解，教师可提升教学效率，学生能增强探究能力和物理观念应用。

§1.简谐运动 学习目标： 1.知道什么是弹簧振子，理解振动的平衡位置和位移。 2.知道弹簧振子的位移－时间图象，知道简谐运动的过程及图象。 3.通过对简谐运动图象的绘制，认识简谐运动的特点。 一、机械振动 物体在平衡位置两侧所做往复运动,简称为 振动。 (1)平衡位置: 1.定义: 2.特点: (2)往复运动 物体原来静止时的位置 （一般情况下指物体在没有振动时所处的位置） 判断下列物体的运动是否是机械振动： 二、弹簧振子 2.条件 ：（1）忽略摩擦力等各种阻力； （2）小球看成质点； （3）忽略弹簧质量。 (4)弹性限度:小球的位移在弹簧弹性限度内。 1、定义： 小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，小球称做振子。 三、弹簧振子的位移—时间图象 1、位移x:从平衡位置指向物体所在位置的有向线段. 坐标原点0－平衡位置 横坐标t－振动时间 纵坐标x－振子偏离平衡位置的位移 规定在0点右边时位移为正，左边时位移为负. 2、位移-时间图象的画法: 第一个1/2周期： 时间t(s) 0 t0 2t0 3t0 4t0 5t0 6t0 位移x(m） -20.0 -17.8 -10.1 0.1 10.3 17.7 20.0 第二个1/2周期： 时间t(s) 6t0 7t0 8t0 9t0 10t0 11t0 12t0 位移x(m) 20.0 17.7 10.3 0.1 -10.1 -17.8 -20.0 1、频闪照片法 2、描图记录法 体验： 一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得到的图象 类似应用 绘制地震曲线的装置 位移—时间图象：以小球的平衡位置为坐标原点，用横坐标表示振子 振动的时间，纵坐标表示振子的位移，建立坐标系，得到位移随时间变化的情况—振动图象 3、物理意义：反映了振子的 位移 随 时间 的变化规律。 4、特点：弹簧振子的位移—时间图象是一条正弦曲线。 简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？ 不是 四.简谐运动： 1.定义：质点的位移与时间关系遵从正弦函数规律的运动。 例如:弹簧振子的运动 简谐运动是最简单、最基本的振动。 2.振动图象（x-t图象）：是一条正弦曲线 3.从振动图象（x-t图象）上得到的物理量： (1)振动的周期T和振幅A (2)某时刻振子的位移X: (3)某时刻振子速度V方向和大小 (4)某时刻回复力的大小和方向 思考 由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？C A、匀变速运动 B、匀速直线运动 C、变加速运动 D、匀加速直线运动 2.一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,则速度一定为正值,加速度也一定为正值 B.振子通过平衡位置时,速度为零,加速度最大 C.振子每次通过平衡位置时,加速度相同,速度也相同 D.振子每次通过同一位置时,加速度一定相同,速度不一定相同 例题 1.下列说法正确的是　(　A　) A.弹簧振子的运动是简谐运动 B.简谐运动是机械运动中最简单、最基本的运动 C.简谐运动中位移的方向总是指向平衡位置 D.简谐运动中位移的方向总与速度的方向相反 3.如图所示为一个水平方向的弹簧振子,小球在MN间做简谐运动,O是平衡位置。关于小球的运动情况,下列描述正确的是　(　D　) A.小球经过O点时速度为零 B.小球经过M点与N点时有相同的加速度 C.小球从M点向O点运动过程中,加速度增大,速度增大 D.小球从O点向N点运动过程中,加速度增大,速度减小 4.(多选)物体做简谐运动的过程中,有两点M、N关于平衡位置对称,则物体　(　BD　) A.在两点处的位移相同 B.在两点处的速度可能相同 C.在两点处的加速度可能相同 D.在两点处的动能一定相同 5.(多选)如图所示是质点做简谐运动的图象,由此可知　(　BC　) A.t=0时,质点的位移、速度均为零 B.t=1s时,质点的位移最大,速度为零, 加速度最大 C.t=2s时,质点的位移为零,速度负向 最大,加速度为零 D.t=4s时,质点停止运动 6.一质点做简谐运动的图象如图所示,该质点在t=3.5 s时刻　(　D　) A.速度为正、加速度为正 B.速度为负、加速度为负 C.速度为负、加速度为正 D.速度为正、加速度为负 7.(多选)如图所示为某质点做简谐运动的图象,以下说法正确的是　(　BC　) A.t1、t2时刻的速度相同 B.t1～t2时间内,速度与位移同向 C.t2～t3时间内,速度变大,位移变小 D.t1、t3时刻的速度相同 简谐运动的对称性 (1)时间的对称性 ①物体来回通过相同两点所用时间相等,tDB=tBD. ②物体通过关于O对称的两段距离所用时间相等,tOC=tOD , tCA=tDB . (2)速度的对称性 ①物体连续两次经过同一点(如D)的速度大小相等,方向相反. ②物体经过关于O点对称的两点(如C和D)的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反. (3)位移和加速度的对称性 ①物体经过同一点(如D)的位移和加速度均相同. ②物体经过关于O点对称的两点(如C和D)的位移和加速度均大小相等,方向相反. 作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（ ） A. 速度 B. 位移 C. 回复力 D. 加速度 BCD 思考 小 结 1、机械振动： 平衡位置： 位移: 2、弹簧振子： 3、简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线 。 $