第2章 第1节 第1课时 分层训练能力提升-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修一同步课件（教科版）

该高中物理课件聚焦简谐运动核心知识，涵盖机械振动判断、弹簧振子物理量（位移、加速度、速度）及振动图像分析，通过树枝振动等实例导入，以题组形式衔接运动学基础与简谐运动特征，构建由浅入深的学习支架。 其亮点是分层训练与图像分析结合，以弹簧振子模型为载体，通过多选辨析（如同一位置位移与速度关系）、图像解读（t=3.5s时速度位移分析）培养物理观念（运动和相互作用）与科学思维（模型建构、科学推理）。题组化设计助学生深化理解，教师可系统检测学情，提升教学针对性。

分层训练 能力提升 1 基础对点练 题组1　弹簧振子和简谐运动 1．(多选)下列运动中属于机械振动的是(　　　) A．树枝在风的作用下运动 B．竖直向上抛出的物体的运动C．说话时声带的运动 D．爆炸声引起窗扇的运动 解析：物体在平衡位置附近所做的往复运动属于机械振动,故A、C、D正确； 竖直向上抛出的物体到最高点后返回落地，不具有运动的往复性，因此不属于机械振动，故B错误。 ACD 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 分层训练 能力提升 2．(多选)弹簧振子在振动过程中，每一次经过同一位置时，都具有相同的 (　　) A．位移 B．加速度 C．速度 D．动量 解析：弹簧振子在振动过程中，每一次经过同一位置时，位移x相同，根据－kx＝ma，可知加速度相同；速度的大小是相等的，但是速度方向不一定相同，根据p＝mv，可知动量的大小是相等的，但是动量方向不一定相同。 AB 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 3．关于简谐运动，下列说法正确的是(　　) A．位移的方向总是指向平衡位置 B．速度方向可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反 C．位移方向总是与速度方向相反 D．速度方向与位移方向相同 解析：位移的方向总是背离平衡位置，故A错误； 速度方向可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反，故B正确，C、D错误。 B 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 4．(多选)如图所示，有一弹簧振子，O点为平衡位置，当振子从A点运动到C点时，相对于平衡位置(　　) A．振子的位移大小为CA B．振子的位移大小为OC C．振子的位移方向向左 D．振子从A点运动到C点过程中，加速度方向与速度方向相同 BD 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：当振子从A点运动到C点时，相对于平衡位置，振子的位移大小为OC，振子的位移方向向右，故A、C错误，B正确； 振子从A点运动到C点过程中，加速度方向指向O，即加速度方向向左，速度方向向左，所以加速度方向与速度方向相同，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 5．(多选)如图所示的是一弹簧振子，O为平衡位置，设向右为正方向，振子在B、C之间振动时(　　　) A．B→O位移为负，速度为正 B．O→C位移为正，加速度为负 C．C→O位移为负，加速度为正 D．O→B位移为负，速度为负 ABD 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：B→O时，振子在O点的左侧向右运动，其位移是负值，速度是正值，故A正确； O→C时，振子在O点的右侧向右运动，其位移和速度都是正值，而加速度指向左侧，是负值，故B正确； C→O时，振子在O点的右侧向左运动，其位移是正值，加速度指向左侧，是负值，故C错误； O→B时，振子在O点的左侧向左运动，其位移是负值，速度是负值，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 题组2　简谐运动的图像 6．一质点做简谐运动的图像如图所示，该质点在t＝3.5 s时刻(　　) A．速度为正、位移为正 B．速度为负、位移为负 C．速度为负、位移为正 D．速度为正、位移为负 解析：根据简谐运动的图像可知该质点在t＝3.5 s时刻位移为正，速度沿x轴正向，为正。 A 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 7．下列选项中的x-t图像中，不属于简谐运动的是(　　)   解析：简谐运动的x-t图线应该是正弦函数形式的图线，D项符合题意。 D 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 8．(多选)某质点做简谐运动的图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．质点在0.7 s时，正在远离平衡位置 B．质点在1.5 s时的位移最大 C．1.2 s到1.4 s，质点的位移在增大 D．1.6 s到1.8 s，质点的位移在增大 BC 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：根据图像可知，质点在0.7 s时正在向平衡位置运动， 故A错误。 由于质点做简谐运动的位移是指由平衡位置指向质点所在 位置的有向线段，故质点在1.5 s时的位移达到最大；质点在1.2 s到1.4 s时间内，远离平衡位置运动，所以其位移在增加；1.6 s到1.8 s时间内，质点向平衡位置运动，所以其位移在减小，故B、C正确，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 9．如图甲所示，弹簧振子运动的最左端M(最右端N)距离平衡位置的距离为l，规定向右为正方向，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是 (　　) A．图中x0应为l B．0到t1时间内振子由M向O运动 C．t1到t2时间内振子由M向O运动 D．0到t2时间内与t2到t3时间内振子运动方向相反 A 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：结合题图甲、乙可知t1时刻振子 的位移为正值且最大，振子位于N，故 x0应为l，故A正确； 0到t1时间内位移为正值，且逐渐增大，则振子由O向N运动，故B错误； t1到t2时间内位移为正值，且逐渐减小，则振子由N向O运动，故C错误； 0到t2时间内振子先沿正方向运动到正的最大位移处，再沿负方向运动到位移为零处，t2到t3时间内先沿负方向运动到负的最大位移处，再沿正方向运动到位移为零处，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 10．(多选)图为获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法，改变纸带运动的速度，下列说法正确的是(　　) A．如果纸带不动，作出的振动图像仍然是正弦函数曲线 B．如果纸带不动，作出的振动图像是一段线段 C．图示时刻，振子正经过平衡位置向右运动 D．若纸带运动的速度不恒定，则纸带上描出的仍然是简谐运动的图像 BC 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：当纸带不动时，描出的只是振子在平衡位置两侧 往复运动的轨迹，即一段线段，A错误，B正确； 由振动图像可以看出，图示时刻振子正由平衡位置向右 运动，C正确； 只有当纸带匀速运动时，运动时间才与纸带运动的位移成正比，振动图像才是正弦或余弦函数曲线，而简谐运动的图像一定是正弦或余弦函数曲线，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 11．(12分)如图所示，简谐运动的图像上有a、b、c、d、e、f六个点。 综合提升练 (1)与a点位移相同的点有哪些？(4分) 解析：由题图可知a、b、e、f四个点的位移均为1 cm，c、d两个点的位移为－1 cm，所以题图中与a点的位移相同的点为b、e、f三个点。 答案：b、e、f　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)与a点速度相同的点有哪些？(4分) 解析：由简谐运动的位移—时间图像上a、b、c、d、e、f点对应质点运动的位置可知以上六个点的速度大小相等。再结合位移—时间图像的斜率表示质点的速度，可以判断a、b、c、d、e、f六个点的运动方向分别为正向、负向、负向、正向、正向和负向，故与a点速度相同的点有d和e两个点。 答案：d、e　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 (3)图像上从a点到c点，质点经过的路程为多少？(4分) 解析：图像上从a点到b点，对应质点从正方向1 cm处先到达2 cm处又返回到1 cm处，通过的路程为2 cm。从b点到c点，对应质点从正方向1 cm处经平衡位置运动到负方向1 cm处，通过的路程也为2 cm，故从a点到c点质点经过的路程为4 cm。 答案：4 cm 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 12．(16分)如图所示，这是某质点做简谐运动的振动图像。 根据图像中的信息，回答下列问题。 (1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？(2分) 解析：质点离开平衡位置的最大距离等于最大位移的大小，由题图看出，此距离为20 cm。 答案：20 cm　 (2)质点在10 s末和20 s末的位移大小分别是多少？(4分) 解析：质点在10 s末的位移x1＝20 cm，20 s末的位移x2＝0。 答案：20 cm　0　 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 (3)质点在15 s末和25 s末向什么方向运动？(4分) 解析：15 s时质点位移为正，15 s后的一段时间，位移逐渐减小，故质点在15 s末向负方向运动，同理可知，25 s 末质点也向负方向运动。 答案：负方向　负方向　 (4)质点在前30 s内的运动路程是多少？(6分) 解析：前30 s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20 cm，又返回平衡位置，最后又到达负方向20 cm处，故30 s内的总路程为60 cm。 答案：60 cm 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 $