04-第2章 专题专项练-专题强化练5 振动图像问题（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（人教版）江苏北京专版

该高中物理课件聚焦简谐运动核心知识，从基础概念出发，通过专题专项练（振动图像问题）衔接，结合竖直弹簧振子、木棒浮沉等情境题，搭建从概念理解到问题解决的学习支架。 其亮点在于以情境化题目（如创新题新情境）培养科学思维，通过模型建构（弹簧振子模型）和科学推理（对称性、能量守恒）深化理解，题图解读辅助科学探究。学生可提升物理观念，教师能高效开展教学。

第二章 简谐运动 第1讲　描述运动的基本概念 专题专项练 专题强化练5 振动图像问题 第1讲　描述运动的基本概念 1.[2026广东模拟预测]如图甲所示,轻质弹簧上端固定,下端连接质量为m的小球,构成竖直方向的弹簧 振子。取小球平衡位置为x轴原点,竖直向下为x轴正方向,设法让小球在竖直方向振动起来后,小球在一 个周期内的振动曲线如图乙所示,若 时刻弹簧弹力为0,重力加速度为g,则有 ( ) A.0时刻弹簧弹力大小为mg B.弹簧劲度系数为      C     C. ~T时间段,回复力冲量为0 D. ~T时间段,小球动能与重力势能之和不变 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     由题可知,小球平衡位置为x轴原点,竖直向下为x轴正方向, 时刻弹簧弹力为0,小球在最高点,位移大小 为A,则在平衡位置,有kA=mg,可得劲度系数为k= ,B错误;0时刻小球在正的最大位移处,即小球在最低 点,弹簧的伸长量为2A,则弹簧弹力大小为F=k·2A=2mg,A错误; ~T时间段,小球从最高点振动到最低点, 回复力在前 时间沿正方向,在后 时间沿负方向,两段时间的回复力平均值 大小相等,则回复力冲量I = · + =0,C正确; ~T时间段,小球从最高点振动到最低点,根据能量守恒定律可知弹簧的弹性 势能和小球的机械能相互转化,因弹簧的弹性势能一直增大,则小球动能与重力势能之和减小,D错误。 故选C。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[创新题·新情境][2026北京延庆期末]如图所示,在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白 纸,一带有铅笔的弹簧振子在A、B两点间做机械振动,可以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数 为k=10 N/m,振子的质量为0.1 kg,白纸移动速度为0.4 m/s,弹簧弹性势能的表达式Ep= ky2,不计一切摩 擦。在一次弹簧振子振动实验中得到如图所示的图线,则下列说法中正确的是 ( ) A.图线为铅笔的运动轨迹 B.该弹簧振子的周期为0.25 s C.该弹簧振子的最大加速度为8 m/s2     C     D.该弹簧振子的最大速度为1.6 m/s 第1讲　描述运动的基本概念 解析　一带有铅笔的弹簧振子在A、B两点间做机械振动,铅笔的运动轨迹与光滑杆平行,A错误;一个 周期内白纸的移动距离l=20 cm,白纸的移动速度为v=0.4 m/s,该弹簧振子的周期为T= =0.5 s,B错误;该 弹簧振子的振幅A=8 cm,则其最大加速度为a= =8 m/s2,C正确;由能量关系有 kA2= m ,可得弹簧振 子的最大速度vm=A =0.8 m/s,D错误。故选C。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[2025陕西西安高新第一中学月考]如图a所示,下端附有重物、粗细均匀的木棒,在水池中沿竖直方向 做简谐运动,已知水的密度为ρ,木棒的横截面积为S,重力加速度大小为g,木棒所受的浮力F随时间变化 的图像如图b所示,下列说法正确的是 ( ) A.水的浮力是木棒做简谐运动的回复力 B.0.25~0.50 s内木棒的加速度逐渐减小 C.木棒的重力为 (F1+F2)     C     D.木棒所受回复力大小与位移大小的比值为ρS 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     木棒做简谐运动的回复力由水的浮力与木棒重力的合力提供,选项A错误;0.25~0.50 s内木棒的浮力减 小,木棒从平衡位置向最高点运动,根据mg-F=ma,可知其加速度逐渐增大,选项B错误;当浮力最大和最 小时,若浸入水中的深度分别为h1、h2,则F1=ρgSh1,F2=ρgSh2,根据简谐运动的对称性(解题技法),木棒处 于平衡位置时,木棒浸入水中的深度h0= ,在平衡位置时木棒的重力大小等于木棒所受的浮力大小, 则可知木棒的重力G=ρgSh0= (F1+F2),选项C正确;设向下为正方向,则在平衡位置时,有mg=ρgx0S,在平衡 位置下方x处时,有F回复=-[ρg(x+x0)S-mg]=-ρgSx,则木棒所受回复力大小与位移大小的比值为ρgS,选项D 错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2025湖南长沙阶段练习]如图甲所示,质量为m的物体B放在水平面上,通过轻弹簧与质量为2m的物体 A连接,现在竖直方向给物体A一初速度,当物体A运动到最高点时,物体B与水平面间的作用力刚好为 零。从某时刻开始计时,物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示,已知重力加速度为g,求: (1)物体A的振动方程; (2)物体B对水平面的最大压力大小。   答案    (1)y=10 sin   cm    (2)6mg 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由图乙可知振幅为A=10 cm,周期为T=1.0 s,圆频率为ω= =2π rad/s 规定向上为正方向,t=0时刻位移为0.05 m,表示物体A由平衡位置上方0.05 m处开始向上运动,所以初相 位为φ0=  则物体A的振动方程为 y=A sin (ωt+φ0)=10 sin   cm (2)物体A在最高点时,物体B与水平面间的作用力刚好为零,此时弹簧的拉力为F=mg 对于物体A有2mg+F=2ma,解得a=1.5g 当物体A运动到最低点时,物体B对水平面的压力最大,由简谐运动的对称性可知,物体A在最低点时加速 度向上,且大小等于1.5g(解题技法),由牛顿第二定律得F'-2mg=2ma,解得F'=5mg 对物体B受力分析可知,此时物体B受水平面的支持力最大,为FN=F'+mg=6mg 第1讲　描述运动的基本概念 由牛顿第三定律可得物体B对水平面的最大压力大小为F压=FN=6mg 第1讲　描述运动的基本概念 $