第二章 机械振动 章末素养提升（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册学习笔记（人教版 浙江专版）

该高中物理课件聚焦简谐运动，系统梳理描述其的物理量、振动类型、理想化模型与图像，涵盖科学探究及科学态度与责任，通过章末总结搭建从概念到实验与生活应用的学习支架。 其亮点是以物理观念为核心，结合科学探究（单摆测重力加速度）和科学态度与责任（共振现象解释），通过实例（如鱼漂振动题）深化理解。采用讲练结合方法，助学生巩固知识、培养科学思维，教师可提升教学效率。

章末素养提升 第 二 章 素养再现 物理观念 描述简谐运动的物理量 (1)位移x：相对于　　　　　的位移 (2)振幅A：振动物体离开平衡位置的　　　距离 (3)周期T：完成　　　　　　需要的时间。周期由振动系统本身决定，与振幅_____ (4)频率f：完成全振动的次数与所用时间之比 (5)相位：某时刻处于一个运动周期中的状态 平衡位置 最大 一次全振动 无关 物理 观念 三类振动的特征 简谐运动(固有振动)： (1)受力特点：F＝_____ (2)运动特点：做变加速运动，具有周期性和对称性 (3)位移—时间关系：正弦函数规律x＝____________ (4)能量特点：动能和势能之和__________ 阻尼振动： (1)振幅逐渐_____ (2)能量衰减，机械能逐渐转化为内能或向四周辐射出去 －kx Asin(ωt+φ0) 保持不变 减小 物理 观念 三类振动的特征 受迫振动： (1)　　　　作用下的振动 (2)受迫振动的频率等于______________ (3)共振：f驱＝ ，受迫振动的振幅最大 驱动力 驱动力的频率 f固 科学思维 理想化 模型 1.水平弹簧振子：由弹簧和小球组成，忽略阻力，由_____ 　　　提供回复力 2.单摆： (1)相对来说，阻力可忽略，细线质量可忽略，球的直径也可忽略 (2)做简谐运动的条件：摆角小于5° (3)周期公式T＝_______ 图像法 简谐运动的图像： (1)正弦曲线 (2)图像信息：振幅A、周期T、各时刻的位移x等 弹簧 弹力 2π 科学探究 1.学会利用单摆测量重力加速度 2.能正确熟练地使用游标卡尺和停表，能正确读取并记录实验数据 3.会分析实验中产生系统误差和偶然误差的原因，掌握减小实验误差的方法 科学态度 与责任 1.通过对单摆规律的研究，知道时钟的发明对人类文明发展的意义 2.通过学习共振现象产生的原因，能运用所学知识解释生产生活中防止共振或利用共振的现象 提能训练 　(2024·浙江省浙东北联盟高二期中)钓鱼可以修身养性，颇受人们喜爱。如图为某鱼漂的示意图，鱼漂上部可视为圆柱体。当鱼漂受到微小扰动而上下振动，某钓友发现鱼漂向下运动时圆柱体上的M点恰好可以到达水面，向上运动时圆柱体上的N点恰好可以露出水面。忽略水的阻力和水面波动影响，则 A.鱼漂的振动不是简谐运动 B.鱼漂振动过程中受到重力、浮力、回复力的作用 C.M点到达水面时，鱼漂的动能为零 D.N点到达水面时，鱼漂的加速度最小 例1 √ 设鱼漂静止时水下部分的长度为x0，根据平衡条件得mg＝ρgSx0，取向下为正方向，鱼漂从平衡位置再向下运动x时，鱼漂的合力为F＝mg－ρgS(x0+x)，解得F＝－ρgSx，设k＝ρgS，则F＝－kx，故鱼漂的振动为简谐运动，故A错误； 鱼漂受到重力、浮力的作用，重力和浮力的合力为回复力，故B错误； M点到达水面时，鱼漂位于最低点，鱼漂的动能最小等于零，故C正确； N点到达水面时，鱼漂位于最高点，相对于平衡位置的位移最大，合力最大，根据牛顿第二定律可知鱼漂的加速度最大，故D错误。 　(多选)(2024·浙江省浙东北联盟高二期中)如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是 A.t＝0.8 s时，振子的速度方向向左 B.t＝0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处 C.t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速 　度逐渐增大 D.t＝0.8 s到t＝1.2 s的时间内，振子的加速度逐渐增大 例2 √ √ √ 由题图乙可知，t＝0.8 s时，振子在平衡位置向负方向运动，所以速度方向向左，故A正确； t＝0.2 s时，振子远离平衡位置运动，速度逐渐减小，应在O点右侧大于6 cm处，故B错误； t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子向平衡位置运动，速度逐渐增大，故C正确； t＝0.8 s到t＝1.2 s的时间内，振子远离平衡位置运动，加速度逐渐增大，故D正确。 　(多选)(2024·浙江省高二月考)将一力传感器与计算机相接，通过计算机可以显示传感器所测得的力的大小。现将某单摆悬挂在力传感器的探头上，并让其做小幅度摆动，计算机上便显示出摆线的拉力大小随时间变化的规律图，如图所示，则关于此单摆的说法正确的是 A.单摆的周期T＝2.0 s B.单摆的摆长约为1 m C.t＝1.0 s时摆球正经过最低点 D.摆球运动过程中机械能守恒 例3 √ √ 摆球在运动过程中，在最低点的拉力最大，根据题图知周期为2.0 s， t＝1.0 s时摆球正经过最高点，故A正确，C错误； 根据单摆的周期公式T＝2π，可得l＝g＝×10 m≈1 m，故B正确； 摆球在运动过程中经过最低点时拉力越来越小，故所需向心力越来越小，速度越来越小，因此机械能减小，故D错误。 　(多选)(2024·金华市高二期末)如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为x0(未标出)，印迹上P、Q两点的纵坐标为y0和－y0。不计一切阻力，重力加速度为g，则 A.该弹簧振子的振动周期为 B.在激光笔留下PQ段印迹的过程中，弹簧 　对它做功为－2mgy0 C.在激光笔留下PQ段印迹的过程中，弹簧 　对它的冲量为0 D.在激光笔留下PQ段印迹的过程中，振动系统的重力势能和弹性势能之和先 　减小后增大 例4 √ √ 题图中相邻竖直虚线的间隔均为x0，则该弹簧振子的振动周期为T＝， 故A错误； 由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，从P到Q根据动能定理得W弹+2mgy0＝0－0，解得W弹＝－2mgy0，故B正确； 由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，则P到Q的过程中，根据动量 定理得I弹+mg·＝0－0，解得I弹＝－＝－，故C错误； 振动系统从P到Q，重力势能、弹性势能和动能之和不变，由于动能先增大后减小，则重力势能和弹性势能之和先减小后增大，故D正确。 　如图所示，有一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的水平轻弹簧，左端固定，右端与小球连接。小球质量为m，带电荷量为+q。开始时小球静止在光滑绝缘水平面上，施加水平向右的匀强电场E后小球开始做简谐运动。小球经过O时加速度为零，A、B为小球能够到达的最大位移处。在小球做简谐运动过程中，下列判断正确的是 A.小球的速度为零时，弹簧伸长量是 B.小球和弹簧系统的机械能守恒 C.小球做简谐运动的振幅是 D.小球由O到B过程中，弹力做功的绝对值大于静电力做功的绝对值 例5 √ 当小球受到的弹簧弹力与静电力平衡时kx0＝qE 小球所受回复力F回＝－k(x+x0)+qE＝－kx 所以小球做简谐运动，振幅A＝x0＝，故C错误； 当小球速度为0时，弹簧伸长量为零(A点时)或(B点时)，故A错误； 因为在运动过程中存在静电力对系统做功，所以不满足机械能守恒定律，系统机械能不守恒，故B错误； 小球从O到B的过程中，设弹力做功为W1，静电力做功为W2，小球经过O点时的动能为Ek，根据动能定理得|W1|＝|W2|+Ek>|W2|，故D正确。 本课结束 第 二 章 $