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

该高中物理课件聚焦简谐运动，涵盖机械振动概念、弹簧振子模型、回复力表达式、图像特征及能量变化等核心知识点。课堂导入通过鼓面振动、湖面波纹、琴弦振动等生活现象，引导学生观察往复运动共性，建立从生活实例到物理概念的联系，形成现象观察、模型建构到规律总结的学习支架。 其亮点在于以科学思维中的模型建构为核心，通过弹簧振子理想模型及多物理量变化表格，帮助学生理解回复力与位移关系及能量转化，强化物理观念中的运动与相互作用、能量观念。典例分析结合斜面、浮体等情境，培养科学论证能力，课堂小结结构化梳理要点，既利于学生系统掌握知识，也为教师提供高效教学资源。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第一册课件 第二章 机械振动 第一节 简谐运动 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 目录 第1节 简谐运动 探究新知 2、简谐运动的图像和特征 1、认识简谐运动 3、简谐运动的能量特征 4、典例分析 5、课堂小结 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 课堂引入 敲打后的鼓面 微风吹过的湖面 波动过后的琴弦 现象观察：鼓面、湖水和琴弦都在来回的振动。 思考：这些运动他们都有些什么共同的特征？ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 一、认识简谐运动 （1）概念：物体（或者物体的一部分）在某一中心位置（平衡位置）两侧所做的往复运动叫作机械振动，简称振动。 （2）特征 ①有一个“中心位置”,即平衡位置，也是振动物体静止时的位置； ②运动具有往复性 【注意】振动的轨迹可能是直线也可以是曲线 1. 机械振动 平衡位置 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【情景】把一个有小孔的小球连接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。弹簧未形变时，小球所受合力为0，处于平衡位置。把小球拉向右方，然后放开，它就在平衡位置附近运动起来。 2. 弹簧振子 一、认识简谐运动 理想模型： （2）不计阻力； （3）忽略弹簧的质量； （1）小球看成质点； （4）弹簧始终在弹性限度内。 定义：把小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子，有时也简称为振子。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 （1）定义：使弹簧振子在平衡位置附近做往复运动的力叫做回复力。 （2）特点和表达式：在弹性限度内，振子所受到 的回复力F的大小跟振子偏离平衡位置的位移x的 大小成正比，即: F=-kx （3）回复力的方向：跟振子偏离平衡位置的位移 相反（或总是指向于平衡位置） 3. 弹簧振子的回复力 一、认识简谐运动 物体在跟平衡位置的位移大小成正比，并且方向总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐振动。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 二、简谐运动的图像和特征 1. 弹簧振子的位移——时间图像（x-t） （1）全振动：振子往复运动一次 （2）简谐运动及图像：正弦函数或余弦函数 【注意】振动图像是位移随时间变化的规律， 不是振子的运动轨迹. 2. 简谐运动的几个特征物理量 （1）振幅：振子振动时离开平衡位置的最大距离，用“A”表示； （2）周期：物体完成一次全振动所需要的时间，用“T”表示。 （3）频率：物体在一段时间内全振动的次数与所用时间之比，用“f ”表示。 （4）周期与频率的关系：T= 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.定义：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦或余弦函数的规律，即它的振动图像（xt 图像）是一条正弦或余弦曲线，具有这种特征的运动叫做简谐运动。 2.图象意义: 二、简谐运动的图像和特征 (1)任意时刻质点位移的大小和方向:如图甲所示，质点在t1、t2 时刻的位移分别为 x1 和 -x2。 (2)任意时刻质点的振动方向:看下一时刻质点的位置,如图乙中a点,下一时刻离平衡位置更远,故a点此刻向上振动。图乙中b点,下一时刻离平衡位置更近,故b点此刻向上振动。 （3）斜率：该时刻速度的大小和方向． 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 三、简谐运动的能量特征 1. 振子运动过程中个物理量的变化 简谐运动过程 B B→O O O→B’ B’ B’→O O O→B 位移 大小 方向 回复力 大小 方向 加速度 大小 方向 速度 大小 方向 动能 弹性势能 机械能 最大 向右 减小 向右 0 增大 向左 最大 向左 减小 向左 0 增大 向右 最大 向左 减小 向左 0 增大 最大 向右 减小 向右 0 增大 向左 最大 向左 减小 向左 0 增大 向右 最大 向右 减小 向右 0 增大 向左 0 增大 向左 最大 向左 减小 向左 0 增大 向右 最大 向右 0 0 最大 0 增大 减小 不变 减小 0 不变 增加 不变 增大 0 最大 不变 增大 减小 不变 最大 最小 不变 减小 增大 不变 向右 减小 总结：（1）平衡位置：位移为零，回复力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，弹性势能最小. （2）振幅处：位移最大，回复力最大，加速度最大，速度最小，动能最小，弹性势能最大. 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2. 周期性的往复运动 【讨论与交流】振子在振动过程中，离开平衡位置的距离、回复力、加速度、速度和能量具有什么特征？ 在回复力作用下，振子在振动过程中离开平衡位置的距离、加速度、速度、动能、弹性势能等在每个周期里完全重复。这样的运动叫作周期性往复运动。 三、简谐运动的能量特征 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 四、典例分析 【典例1】对于下面甲、乙、丙、丁四种情况，可认为是简谐运动的是（　　）    ①甲：倾角为θ的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开，空气阻力可忽略 ②乙：粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动 ③丙：小球在半径为R的光滑球面上的A、B（AB=R）之间来回运动 ④丁：小球在光滑固定斜面上来回运动 A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．都可以 C 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【典例2】如图所示，在光滑水平面上有一轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的小球相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小球位于O点。现使小球以O点为平衡位置，在A、B两点间沿光滑水平面做简谐运动，关于这个弹簧振子做简谐运动的过程，下列说法正确的是（　　） A．小球经过平衡位置O时速度最大 B．小球经过平衡位置O时加速度最大 C．小球每次通过同一位置时的速度一定相同 D．小球经过平衡位置O时振幅最小 A 四、典例分析 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【典例3】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， 下列有关该图像的说法不正确的是（　　） A．该图像的坐标原点是建在弹簧振子的平衡位置 B．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移， 让底片沿垂直x 轴方向匀速运动 C．从图像可以看出小球在振动过程中是沿t 轴方向移 动的 D．图像中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同 C 四、典例分析 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 五、课堂小结 1、定义：物体在平衡位置附近做周期性的往复运动； 2、平衡位置：物体静止不动时的位置 3、回复力：物体受到总是指向平衡位置的力； 4、表达式：F= - kx 5、特点：周期性的往复运动 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 $