第2章 2 简谐运动的描述（PPT课件）-【未来密码】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册关键能力提升同步课件（人教版）

该高中物理课件聚焦简谐运动的描述，涵盖振幅、周期、频率、相位等核心知识点，通过弹簧振子实验装置、双振子对比等问题导入，结合思考讨论与典例分析，搭建从定义理解到规律应用的学习支架。 其亮点在于以科学探究驱动学习，通过实验现象分析（如振子周期与振幅无关）和模型建构（简谐运动表达式）培养科学思维，对标训练强化关键能力。助力学生深化物理观念，为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

2 简谐运动的描述 定标-关键能力与核心素养 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 振幅、周期和频率的含义； 了解相位、初相位 理解振幅、周期和频率的概念，能用这些概念描述、解释简谐运动； 经历测量小球振动周期的实验过程，能分析数据、发现特点、形成结论； 了解相位、初相位； 会用数学表达式描述简谐运动； 具备清晰的物理观念和科学思维，在掌握简谐运动的周期性和对称性特点的基础上，推理论证，分析解决相关问题。 理解振幅、周期和概率的概念，建立物理观念，能用这些概念描述、解释简谐运动； 经历实验的探究过程，能分析数据、发现特点、形成结论。 了解相位、初相位，会用数学表达式描述简谐运动； 4.树立具体问题具体分析的科学态度，体会新概念的建立方法，物理模型在物理学研究过程中的意义。 重点及难点 知道简谐运动的表达式及各物理量的物理意义； 能依据简谐运动的表达式描绘振动图像，会根据简谐运动图像写出其表达式。 题型及难度 选择题为主， 难度偏易 2 本课时主要内容 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 3 知识导航 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 【答案】最大距离　A　米　相同速度　同一位置　一次全振动　4倍　大　强　大　全振动　全振动的次数　T　f f= 秒　赫兹　赫　Hz 1 Hz=1 s-1 快慢　小　大　快 =2πf　 初相位　初相　 Δφ=φ1-φ2 x=Asin t+φ0 简谐运动的振幅　简谐运动的周期　初相位　圆频率 4 探究1　简谐运动的振幅、周期和频率 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 【问题导入】   观看实验装置：如图所示为理想弹簧振子，O点为它的平衡位置，其中A、A′点关于O点对称． 5 探究1　简谐运动的振幅、周期和频率 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动   【思考与讨论】 (1)从小球某一时刻经过O点开始计时，至下一次再经过O点的时间为一个周期吗？ (2)先后将小球拉到A点和B点由静止释放，两种情况下小球振动的周期相同吗？小球完成一次全振动通过的位移相同吗？路程相同吗？ 答案　(1)不是．经过一个周期小球一定从同一方向经过O点，即经过一个周期，位移、速度第一次同时与初始时刻相同． (2)周期相同，振动的周期取决于振动系统本身，与振幅无关．位移相同，均为零．路程不相同，一个周期内小球通过的路程与振幅有关． 引出弹簧振子全振动的概念及简谐运动中振幅与位移、路程及周期的关系。 6 【典例1】 探究1　简谐运动的振幅、周期和频率 【必备知识】弹簧振子中振幅、周期、频率的计算,路程与振幅的关系. 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 如图所示,将弹簧振子从平衡位置下拉一段距离Δx,静止释放后小球在A、B间振动,且AB=20 cm,小球由A首次到B的时间为0.1 s,求:   (1) 小球振动的振幅、周期和频率; (2) 小球在5 s内通过的路程及偏离平衡位置的位移大小. 7 【关键能力】 探究1　简谐运动的振幅、周期和频率 【答案】(1) 10 cm　0.2 s　5 Hz　(2) 1 000 cm　10 cm　 【解题思路】 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 8 【探究总结】 探究1　简谐运动的振幅、周期和频率 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 9 【对标训练1】 探究1　简谐运动的振幅、周期和频率 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系图像如图所示,由图可知(　　) A. 质点振动的频率是4 Hz,振幅是2 cm B. 质点经过1 s通过的路程总是2 cm C. 0~3 s内,质点通过的路程为6 cm D. t=3 s时,质点的振幅为0 10 探究1　简谐运动的振幅、周期和频率 【答案】C 【解题思路】 【易错提醒】振幅≠位移≠路程. 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 11 【问题导入】 探究2　简谐运动的表达式、相位 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 如图所示，两个由完全相同的弹簧和小球组成的振子悬挂在一起，试分析以下问题： 12 探究2　简谐运动的表达式、相位 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 【思考与讨论】 (1)将两个小球向下拉相同的距离后同时放开，可以看到什么现象？ (2)若当第一个小球到达平衡位置时再释放第二个，可以看到什么现象？ (3)在问题(2)中，两个小球振动的位移随时间变化的表达式x＝Asin(ωt＋φ)中哪个量不同？相差多少？ 答案　(1)两个小球同位置同时释放，除振幅和周期都相同外，还总是向同一方向运动，同时经过平衡位置，并同时到达同一侧的最大位移处．两个小球的振动步调完全一致． (2)当第一个小球到达最高点时，第二个刚刚到达平衡位置，而当第二个小球到达最高点时，第一个已经返回平衡位置了．与第一个小球相比，第二个小球总是滞后4/1个周期，或者说总是滞后4/1个全振动． (3)由问题(1)可得两振子A、ω相同，可知φ不同，且(ωt＋φ1)－(ωt＋φ2)＝4/1×2π，即φ1－φ2＝2/π. 引出简谐运动的相位、相位差概念及简谐运动的表达式 13 【典例2】 探究2 简谐运动的表达式、相位 【必备知识】简谐运动的振幅、相位及表达式. 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动   (教材改编题)如图所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在A、B两点之间做简谐运动.A、B相距30 cm.规定向右为正方向,小球向右经过O点时开始计时,经过0.6 s首次到达A点.   (1) 画出小球在第一个周期内的x-t图像. (2) 求5 s内小球通过的路程及5 s末小球的位移. 14 【关键能力】 探究2 简谐运动的表达式、相位 【答案】　 【解题思路】 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 (1)  (2) 3.75 m　15 cm　 15 探究2 简谐运动的表达式、相位 【探究总结】 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 16 【对标训练2】 探究2 简谐运动的表达式、相位 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 17 探究2 简谐运动的表达式、相位 【答案】A　 【解题思路】 【易错提醒】简谐运动中具有负向的最大加速度的位置≠位移负向最大≠速度负向最大. 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 18 探究3　简谐运动的周期性与对称性 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 【问题导入】 简谐运动是一种周期性的运动，简谐运动的物理量随时间周期性变化，如图所示，物体在A、B两点间做简谐运动，O点为平衡位置，OC＝OD. (1)时间的对称 ①物体来回通过相同两点间的时间相等，即tDB＝tBD. ②物体经过关于平衡位置对称的等长的两段路程的时间相等，图中tDB＝tBD＝tCA＝tAC，tOD＝tDO＝tOC＝tCO. (2)速度的对称 ①物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等，方向相反． ②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时，速度大小相等，方向可能相同，也可能相反． (3)位移的对称 ①物体经过同一点(如C点)时，位移相同． ②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时，位移大小相等、方向相反． 19 探究3　简谐运动的周期性与对称性 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 【思考与讨论】 如图所示，物体在A、B两点间做简谐运动，O点为平衡位置，OC＝OD=AC=BD. 物体从O点开始向右运动第一次经过D点的时间为t，请判断t与T/8 的大小关系;  试计算t 值； 若物体从O点出发计时，求经过D点的可能时间 20 【典例3】 探究3　简谐运动的周期性与对称性 【必备知识】简谐运动的周期性、对称性及多解性. 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动   一质点在平衡位置O附近做简谐运动,从它经过平衡位置起开始计时,经0.13 s质点第一次通过M点,再经0.1 s第二次通过M点,则质点振动周期的可能值为多大? 21 【关键能力】 探究3　简谐运动的周期性与对称性 【答案】0.72 s或0.24 s　　 【解题思路】 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 22 探究3　简谐运动的周期性与对称性 【探究总结】 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 23 【对标训练3】 探究3　简谐运动的周期性与对称性 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 如图所示,一质点做简谐运动,O点为平衡位置,质点先后以相同的速度依次通过M、N两点,历时1 s,质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点,在这2 s内质点通过的总路程为12 cm,则质点的振幅为　　　　cm,质点从第2次通过N点到第3次通过N点需时间　　　　s.  24 探究3　简谐运动的周期性与对称性 【答案】　6　3　 【解题思路】 【易错提醒】运动时间≠周期. 未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册 第二章 机械振动 25 $