10-第2章 三年高考模拟练（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦机械振动，通过杆线摆、弹簧振子等实际问题导入，系统讲解简谐运动的图像、周期、振幅及相关计算，衔接运动学知识，为机械波学习搭建支架。 其亮点在于强化模型建构与科学推理，如弹簧与物体运动模型分析跳跳人玩具，结合振动图像和能量守恒解题，培养学生物理观念与科学思维。丰富的高考模拟题和实验设计，助力学生理论联系实际，也为教师提供高效教学资源。

第2章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 三年高考模拟练 第1讲　描述运动的基本概念 应用实践 1.[2026黑龙江模拟预测]如图甲所示,一根轻杆和一根轻质细线组成一个“杆线摆”,杆线摆可以绕着 悬挂轴OO'来回摆动,轻杆与悬挂轴OO'垂直,摆线与轻杆的夹角θ=30°。其摆球的运动轨迹被约束在一 个倾斜的平面内,倾斜平面与水平面的夹角也为θ=30°,该杆线摆做简谐运动的x-t图像如图乙所示,P是 图像上对应t0时刻的点,取π2=10,重力加速度g=10 m/s2。则     ( ) A.t0时刻摆球的速度方向沿图线上P点的切线 B.该杆线摆的细线长约为  m C.该杆线摆做简谐运动的振幅是8 cm D.摆球在10 s内通过平衡位置5次 　B     第1讲　描述运动的基本概念 题图解读　       第1讲　描述运动的基本概念 解析     简谐运动的图像不是摆球的运动轨迹,所以不能说在t0时刻摆球的速度方向沿图线上P点的切线,A错误; 由题图乙可知,该杆线摆做简谐运动的振幅是4 cm,周期T=2 s,结合T=2π ,解得细线长l=  m,B正 确,C错误;摆球在一个周期内通过平衡位置2次,10 s有5个周期,通过平衡位置10次,D错误。故选B。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[多选题][2024山东济宁联考]相同的弹簧和不同质量的小球组成甲、乙两个弹簧振子,它们做简谐运 动的振动图像如图所示,P为其中一个交点,下列说法正确的是 ( ) A.甲、乙的周期之比为1∶2 B.甲、乙两振子的小球在0~1 s内经过的路程之比为5∶2 C.在交点P对应的时刻两个小球的加速度相同 　AD     D.乙的振动方程为x=0.2 sin   cm 第1讲　描述运动的基本概念 解析　由题图可知,甲的周期为0.2 s,乙的周期为0.4 s,所以甲、乙的周期之比为0.2 s∶0.4 s=1∶2,A正 确。甲的振幅为0.5 cm,0~1 s内完成5个全振动,经过的路程为0.5×4×5 cm=10 cm;乙的振幅为0.2 cm,0~ 1 s内完成2.5个全振动,经过的路程为0.2×4×2.5 cm=2 cm;则甲、乙振子的两小球在0~1 s内经过的路程 之比为10 cm∶2 cm=5∶1,B错误。在交点P对应的时刻两个小球相对平衡位置的位移相同,回复力相 同,小球质量不同,所以加速度不同,C错误。由图可知,乙的振幅为0.2 cm,周期为0.4 s,可得圆频率ω=  =5π rad/s,乙初始时在正向最大位移处,可知初相位为 ,得乙的振动方程为x=0.2 sin   cm,D正 确。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[多选题][2026陕西汉中模拟预测]如图甲为一款跳跳人玩具,用手缓慢按压跳跳人头部,放手后跳跳 人就可以跳起,将其等效为图乙所示的模型,其头部质量为m,底部质量为 ,连接头部和底部的轻弹簧劲 度系数为k,重力加速度大小为g,不计空气阻力,下列说法正确的是 ( ) A.从放手到刚要跳起,头部重力势能的增加量大于  B.从放手到跳起,弹簧减少的弹性势能等于跳跳人获得的动能 C.从放手到头部和底部速度相同,弹簧对头部做功和对底部做功的代数和为零 　AD     D.若整个过程底部恰好不离开地面,则手将头部缓慢按压的距离为  第1讲　描述运动的基本概念 模型建构　     第1讲　描述运动的基本概念 解析     跳跳人玩具静置于地面时,设弹簧压缩量为x0,则kx0=mg,若整个过程底部不离开地面,头部将做简谐运 动(破题关键),设弹簧的最大伸长量为x1,则kx1= g,简谐运动的振幅为A=x0+x1= ,故下压最大距离为  ,D正确;从放手到刚要跳起(取临界情况,即恰好可跳起时),头部上升的距离为h=2A= ,头部重力 势能的增加量ΔEp=mgh= > ,A正确;从放手到跳起,弹簧减少的弹性势能等于跳跳人获得的动 能与重力势能之和,B错误;从放手到头部和底部速度相同,头部和底部的机械能都增加,所以弹簧对头 部和底部都做正功,即弹簧对头部做功和对底部做功的代数和一定大于零,C错误。故选A、D。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2024山东临沂期中]某人在钓鱼时所用的鱼漂由一横截面积为S的均匀塑料直管制成,如图所示,O为 鱼漂的中点,A、B两点到O点的距离均为鱼漂总长的 ,鱼钩、鱼饵、渔线和鱼漂在水中平衡时,O点恰 好与水面平齐。某次由于鱼咬钩,鱼漂竖直向下拉至A点与水面平齐(此时鱼挣脱鱼钩)后由静止释放, 不计鱼钩、鱼饵和渔线的体积,不计水的阻力,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是 ( ) A.在鱼漂上升的过程中,其加速度一直减小 B.鱼挣脱鱼钩瞬间,鱼漂的加速度大小为  C.鱼漂上升到最高点时,OB的中点恰好在水面上 D.AO的中点经过水面时,鱼漂的速度最大 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　鱼漂平衡时,浮力与重力二力平衡有 F浮=ρgS· l=mg 鱼挣脱鱼钩瞬间,由牛顿第二定律得 ρgS· l-mg=ma 解得鱼漂的加速度大小为a= ,故B正确。 以鱼漂平衡时中点所在的水面位置为坐标原点,竖直向下为x轴正方向,建立坐标系。鱼挣脱鱼钩后,鱼 漂相对平衡位置的位移为x,所受合力为 F=mg-ρgS ,可得F=-ρgSx ρgS是定值,可知鱼漂做简谐运动,振幅为 l 第1讲　描述运动的基本概念 由简谐运动规律可知,鱼漂从最低点到平衡位置的过程中加速度减小,速度增大,到平衡位置时,加速度 为0,速度最大,此时鱼漂的中点O恰好在水面上;鱼漂从平衡位置到最高点的过程中,加速度增大,速度减 小;相对平衡位置的位移为- l时,速度减为0,上升到最高点,此时B点恰好在水面上,故A、C、D错误。 故选B。 第1讲　描述运动的基本概念 5.[2025江苏南通启东中学月考]如图甲所示,在水平地面上,有两个用轻质弹簧相连的物块A和B,它们的 质量均为m,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g。 (1)现用一个力F向下压物块A,撤去F后B不会离开地面,求A物块速度最大时弹簧的 形变量。 (2)将一个质量也为m的物体C从A的正上方一定高度h处由静止释放,如图乙所示,C 和A相碰后立即粘在一起。 ①求碰撞后的共同速度大小; ②之后在竖直方向做简谐运动的过程中,B对地面的最小弹力为 ,求C、A整体在运动过程中的最大 速度。(用m、g和k表示) 答案    (1)     (2)① 　②   第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)当弹簧对A向上的弹力等于A的重力时,A的速度最大,则此时弹力大小为F'=mg 由胡克定律可得,此时弹簧形变量为Δx'= =  (2)①C从开始下落到与A碰撞前瞬间,有mgh= m  C与A碰撞后共速,由动量守恒定律可得mvC=2mv共 解得v共=  ②B对地面弹力最小时,C、A整体在简谐运动的最高点,此时弹簧伸长,弹力大小为  第1讲　描述运动的基本概念 即kx1= ,得x1=  C、A整体运动到平衡位置时,速度最大 此时有kx2=2mg,得x2=  从最高点到平衡位置,根据能量守恒有 2mg(x1+x2)= ×2m +  解得vm=   一题多解     　　振幅A=x1+x2= ,从最高点到平衡位置,由动能定理有 kA2= ×2m ,得vm=  。 第1讲　描述运动的基本概念 6.小河同学设计实验测量当地的重力加速度,实验器材主要由一个可调速的电动机、智能手机、细铜 丝、钢管支架和不锈钢底座组成,其中可调速的电动机是由一个低速旋转电动机、一个直流电机调速 器和一个直流开关电源组成。手机在水平面内稳定做匀速圆周运动时可处理为“圆锥摆”模型,手机 上装载的Phyphox软件配合手机内的陀螺仪可直接测得手机做圆周运动的角速度ω和向心加速度a, Tracker软件可通过拍下的视频分析测量绕杆做圆周运动时悬线与竖直方向的夹角θ及手机做圆周运动 的半径r。有了a、θ、ω、r的实测数据,即可在误差允许范围之内测量当地的重力加速度。   第1讲　描述运动的基本概念 (1)小河同学根据所学过的力学知识推出当地重力加速度表达式为g=__________。(用a和θ表示) (2)若保持角速度ω不变,改变线长L,根据测得的5组数据描点作图,直线拟合后得到a-r图像如图乙所示, 直线斜率为k,圆心到悬点距离为h,当地重力加速度表达式为g=_______。(用k和h表示)   乙 　kh     第1讲　描述运动的基本概念 (3)根据下面数据描绘a-tan θ图像,请在下方的坐标纸上描出序号为4的点,并由图像计算重力加速度g= _________________________m/s2。(结果保留三位有效数字)     9.80(9.70~10.0均可)     序号 夹角θ/(°) 夹角正切tan θ 半径r/m 角速度ω/(rad·s-1) 向心加速度a/(m·s-2) 1 44.90 0.998 0.403 4.954 9.789 2 47.25 1.082 0.434 4.941 10.577 3 49.50 1.111 0.486 4.833 11.348 4 49.90 1.188 0.466 4.961 11.683 5 53.10 1.332 0.545 4.912 12.999 第1讲　描述运动的基本概念   第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由题意可知圆锥摆做圆周运动时的向心力为ma=mg tan θ,故重力加速度为g= 。 (2)由题意知ma=mω2r,有a=ω2r,可得斜率k=ω2 结合(1)知mg tan θ=mω2r tan θ=  故求得g=kh。 (3)描点画线得a-tan θ图像如图所示: 第1讲　描述运动的基本概念   由图像斜率得重力加速度值约为9.80 m/s2。 第1讲　描述运动的基本概念 $