第2章 第1节 机械振动 简谐运动-2026-2027学年高中物理选择性必修第一册课堂重点&课时训练合集（沪科版）

沪科版·选择性必修第一册·第二章机械振动 机械振动简谐运动 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 机械振动 物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，简称振动。 2 平衡位置 振动方向上物体所受回复力为零的位置，是振动位移的参考点。 回复力 使物体回到平衡位置的力，方向总是指向平衡位置，是效果力，可以由一个力 3 或几个力的合力提供。 弹簧振子 理想模型：光滑水平面上，轻弹簧一端固定，另一端连接质点（小球），忽略 摩擦和弹簧质量。 位移() 以平衡位置为原点，方向由平衡位置指向物体所在位置，矢量，单位：米 5 (m)。 简谐运动定义 物体位移与时间的关系遵从正弦函数规律，即x=Asi(wt+中)，这样的振动 6 叫简谐运动。 回复力与位移关系 F=一kx,k为比例系数（弹簧振子中为劲度系数），负号表示回复力方向与位 移方向相反。 简谐运动的加速度 由牛顿第二定律：a=-kxm,加速度大小与位移大小成正比，方向与位移方 8 向相反。 9 振幅(A) 振动物体离开平衡位置的最大距离，标量，单位：米()，表示振动强弱。 周期(T)与频率() 完成一次全振动所需时间叫周期，单位：秒(S)；单位时间内完成全振动的次 10 数叫频率，单位：赫兹(Hz);f=1/T。 图像提示 简谐运动图像(x-t图像)为正弦（或余弦）曲线，纵轴表示位移，横轴表示时间。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共30分） 1.下列运动中属于机械振动的是 A.篮球在地面上的上下弹跳 B.钟摆的来回摆动C.汽车在平直公路上的行驶 D.电梯的上升运动 2.关于平衡位置，下列说法正确的是 A.平衡位置一定是物体所受合力为零的位置 B.平衡位置是振动方向上回复力为零的位置 C.平衡位置一定是物体静止的位置 D.平衡位置一定是物体速度为零的位置 3.做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是 A.位移B.回复力C.加速度D.速度 4.弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，当振子向平衡位置运动时，下列说法正确的是 A.位移增大，加速度增大B.位移减小，加速度减小C.位移增大，速度减小D.位移减小，速度减小 5.关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是 A.回复力一定是物体所受的合外力 B.回复力方向总与位移方向相同 C.回复力方向总指向平衡位置 D.回复力的大小与位移成正比，方向与位移相同 6.简谐运动中，F=-kx中的负号表示 A.回复力方向与位移方向相反B.回复力方向与速度方向相反 C.回复力的大小为负值D.回复力一定是阻力 7.关于振幅，下列说法正确的是 A.振幅是矢量 B.振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离 C.振幅随时间变化 D.振幅的单位是赫兹 8.某简谐运动的周期为0.5s,则其频率为 A.0.5 Hz B.1Hz C.2Hz D.4 Hz 9.做简谐运动的物体，当位移为正向最大时，下列说法正确的是 A速度最大，加速度为零B.速度为零，加速度最大C.速度为零，加速度为零D,速度最大，加速度最大 10.关于简谐运动的x-t图像，下列说法正确的是 A.图像一定是直线 B.图像是正弦（或余弦）曲线 C,图像的斜率表示加速度 D.图像纵轴表示速度 二、多选题（每题4分，共20分，选对但不全得2分，选错得0分） 11.下列属于理想化模型的是 A弹簧振子 B.质点C.光滑水平面 D.轻弹簧 12.做简谐运动的物体，在向平衡位置运动的过程中 A.位移减小B.速度增大 C.加速度减小 D.回复力增大 13.关于简谐运动的周期和频率，下列说法正确的是 A.周期越长，频率越高 B.周期越短，频率越高 C.周期和频率互为倒数 D.周期和频率都是描述振动快慢的物理量 14.弹簧振子在水平方向上做简谐运动，下列说法正确的是 A振子在平衡位置时，回复力为零 B.振子在最大位移处时，速度为零 C.振子在平衡位置时，速度最大 D.振子在最大位移处时，加速度为零 15.关于简谐运动x=Asin(wt+中)，下列说法正确的是 A.A表示振幅 B.(wt+中)表示相位 C.中表示初相位 D.ω表示频率 三、填空题 (每空2分，共20分)》 16.物体在 附近所做的往复运动，叫做机械振动。 17.使物体回到平衡位置的力叫做 ，其方向总是指向 18.简谐运动的回复力与位移的关系式为F= ，其中负号表示回复力方向与位移方向 19.振动物体离开平衡位置的最大距离叫做 它是 (填“矢量”或“标量”)。 20.完成一次全振动所需的时间叫做 单位时间内完成全振动的次数叫做 ,它们的关系式为f= 四、判断题（侮题2分，共10分，正确打“”，错误打“×”） 21.简谐运动的位移总是以平衡位置为起点。 22.做简谐运动的物体，加速度方向总与位移方向相同。 23.弹簧振子的回复力由弹簧的弹力提供。 24.振幅越大，表示振动越强。 25.简谐运动的x-t图像是一条正弦曲线。 五、简答题（每题5分，共10分） 26.请简述弹簧振子做简谐运动时，回复力与位移的关系，并说明负号的物理意义。 27.做简谐运动的物体，在平衡位置和最大位移处，速度、加速度、回复力各有何特点？ 六、计算题（每题5分，共10分） 28.某弹簧振子的劲度系数k=200N/m,振子质量m=0.5kg,当振子位移x=0.1m时，求： (1)回复力F的大小和方向； (2)加速度a的大小和方向。 29.某简谐运动的表达式为x=0.05sin(4πt)m,求： (1)振幅A; (2)角频率w; (3)周期T和频率f。 模块3 参考答案 一、单选题 1.B解析：钟摆的来回摆动是物体在平衡位置附近的往复运动，属于机械振动。 2.B解析：平衡位置是振动方向上回复力为零的位置。 3.D解析：经过同一位置时，位移、回复力、加速度相同，速度方向可能不同。 4.B解析：向平衡位置运动时，位移减小，加速度减小，速度增大。 5.C解析：回复力方向总指向平衡位置。 6.A解析：负号表示回复力方向与位移方向相反。 7.B解析：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，单位是米。 8.C解析：f=1/T=1/0.5=2Hz。 9.B解析：位移最大时，速度为零，加速度最大。 10.B解析：简谐运动的X-t图像是正弦（或余弦）曲线。 二、多选题 11.ABCD解析：弹簧振子、质点、光滑水平面、轻弹簧均为理想化模型。 12.ABC解析：向平衡位置运动时，位移减小、速度增大、加速度减小，回复力减小，D错误。 13.BCD解析：周期与频率互为倒数，周期越短频率越高，二者都描述振动快慢，A错误。 14.ABC解析：最大位移处加速度最大，D错误。 15.ABC解析：w表示角频率，D错误。 三、判断题 21.√解析：简谐运动的位移总是以平衡位置为起点。 22.X解析：加速度方向总与位移方向相反。 23.√解析：水平弹簧振子的回复力由弹簧弹力提供。 24.√解析：振幅越大，表示振动越强。 25.√解析：简谐运动的x-t图像是一条正弦曲线。 四、填空题 16.平衡位置 17.回复力；平衡位置 18.-;相反 19.振幅；标量 20.周期；频率；1/T 五、简答题 26,答：回复力与位移的关系为F=-kx,其中k为比例系数。负号表示回复力的方向总与位移方向相反，即回复力总是指 向平衡位置。 27答：在平衡位置：速度最大，加速度为零，回复力为零。在最大位移处：速度为零，加速度最大，回复力最大。 六、计算题 28. (1)由F=-kx,代入数据：F=-200×0.1=-20N。回复力大小为20N,方向指向平衡位置（与位移方向相反）。 (2)由牛顿第二定律a=F/m,代入数据：a=-20/0.5=-40m/s2。加速度大小为40m/s2,方向指向平衡位置（与位移 方向相反)。 29. (1)由x=Asin(wt),对比x=0.05sin(4πt),得振幅A=0.05m。 (2)角频率w=4πrad/s。 (3)由w=2π/T,得T=2π/w=2π/4π=0.5s;f=1/T=1/0.5=2Hz。