第2章 机械振动 知识整合与通关（二）(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学生用书（人教版）

知识整合与通关(二) 【知识网络构建】 【本章易错通关】 易错点1　不够明确简谐运动的基本描述 1.(多选)[2024·贵州卷] 如图所示,一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管,管中一光滑小球将瓶中气体密封,且小球处于静止状态,装置的密封性、绝热性良好.对小球施加向下的力使其偏离平衡位置,在t=0时由静止释放,小球的运动可视为简谐运动,周期为T.规定竖直向上为正方向,则小球在t=1.5T时刻 (　) A.位移最大,方向为正 B.速度最大,方向为正 C.加速度最大,方向为负 D.受到的回复力大小为零 易错点2　不理解振动图像的意义和物理量之间的关系 2.[2024·福建卷] 如图甲所示,装有砂粒的试管竖直静浮于水中,将其提起一小段距离后释放,一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动.取竖直向上为正方向,以某时刻作为计时起点,试管振动图像如图乙所示,则试管 (　) A.振幅为2.0 cm B.振动频率为2.5 Hz C.在t=0.1 s时速度为零 D.在t=0.2 s时加速度方向竖直向下 [反思感悟] 　     3.(多选)如图甲所示为光滑水平面上的弹簧振子,以平衡位置O为原点,在A、B之间做简谐运动,某时刻开始计时,以向右为正方向,其偏离平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示.下列说法正确的是 (　) A.该弹簧振子的振幅为5 cm B.该振动系统的振动周期为2.5 s C.t=0时,弹簧振子动能最大 D.t=1.5 s时,弹簧处于压缩状态 [反思感悟] 　     易错点3　不理解单摆模型和单摆的周期公式 4.[2025·四川卷] 如图所示,甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,从左至右摆长依次增加,小球静止在纸面所示竖直平面内.将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度,由静止同时释放.释放后小球都做简谐运动.当小球甲完成2个周期的振动时,小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点,同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点.则 (　) A.小球甲第一次回到释放位置时,小球丙加速度为零 B.小球丁第一次回到平衡位置时,小球乙动能为零 C.小球甲、乙的振动周期之比为3∶4 D.小球丙、丁的摆长之比为1∶2 [反思感悟] 　   学科网（北京）股份有限公司 $ 知识整合与通关(二) 【知识网络构建】 弹簧弹力　-kx　-　Asin (ωt+φ0)　平衡位置　最大　一次全振动　完成全振动的次数　　位移　时间　圆弧切线方向的分力　很小　2π　　逐渐减小　驱动力　驱动力的频率　f固 【本章易错通关】 1.AC　[解析] 对小球施加向下的力使其偏离平衡位置,在t=0时由静止释放,可知此时小球位于最低点,且小球的运动可视为简谐运动,周期为T.则小球在t=1.5T时刻处于最高点位置,此时位移最大,方向向上(正方向);小球受到的回复力最大,方向向下(负方向),则小球的加速度最大,方向向下(负方向),此时小球的速度为0,故选A、C. 避错攻略:掌握简谐运动的特点、周期性与对称性是解题关键;简谐运动靠近平衡位置时,a、F、x都减小,v增大;远离平衡位置时,a、F、x都增大,v减小. 2.B　[解析] 由图乙可知该振动的振幅为1.0 cm、周期T=0.4 s,根据f=可得振动频率f为2.5 Hz,故选项A错误,B正确;t=0.1 s时试管回到平衡位置,速度最大,故选项C错误;在t=0.2 s时,试管处于向下最大位移处,回复力方向竖直向上,加速度方向竖直向上,故选项D错误. 避错攻略:由简谐运动图像可获取的信息 (1)判定振动的振幅A和周期T.(如图所示) (2)判定振动物体在某一时刻的位移. (3)判定某时刻质点的振动方向: ①下一时刻位移若增加,质点的振动方向是远离平衡位置; ②下一时刻位移如果减小,质点的振动方向指向平衡位置. 3.AD　[解析] 由图乙可知,弹簧振子的振幅为5 cm,故A正确;由图乙可知,该振动系统的振动周期为T=2× s=3.0 s,故B错误;t=0时,弹簧振子不在平衡位置,动能不是最大,故C错误;O点为平衡位置,即弹簧原长处,O点右边位移为正,弹簧处于拉伸,O点左边位移为负,弹簧处于压缩状态,而t=1.5 s时,弹簧振子位移为负,则弹簧处于压缩状态,故D正确. 4.C　[解析] 根据单摆周期公式T=2π,可知T丁>T丙>T乙>T甲,设甲的周期为T甲,根据题意可得2T甲==T丙=,可得T丙=2T甲,T乙=T甲,T丁=4T甲,可得T甲∶T乙=3∶4,T丙∶T丁=1∶2,根据单摆周期公式T=2π,结合T丙∶T丁=1∶2,可得小球丙、丁的摆长之比L丙∶L丁=1∶4,故C正确,D错误;小球甲第一次回到释放位置时,即经过T甲时间,小球丙到达另一侧最高点,此时速度为零,位移最大,根据a=-可知此时加速度最大,故A错误;根据上述分析可得T乙=T丁,小球丁第一次回到平衡位置时,小球乙振动的时间为可知此时小球乙在平衡位置,速度最大,动能最大,故B错误. 学科网（北京）股份有限公司 $