简谐运动-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

§1.简谐运动学习目标：1.知道什么是弹簧振子，理解振动的平衡位置和位移。2.知道弹簧振子的位移－时间图象，知道简谐运动的过程及图象。3.通过对简谐运动图象的绘制，认识简谐运动的特点。一、机械振动物体在平衡位置两侧所做往复运动,简称为振动。(1)平衡位置:1.定义:2.特点:(2)往复运动物体原来静止时的位置（一般情况下指物体在没有振动时所处的位置）

判断下列物体的运动是否是机械振动：二、弹簧振子2.条件：（1）忽略摩擦力等各种阻力；（2）小球看成质点；

（3）忽略弹簧质量。

(4)弹性限度:小球的位移在弹簧弹性限度内。1、定义：小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，小球称做振子。三、弹簧振子的位移—时间图象1、位移x:从平衡位置指向物体所在位置的有向线段.坐标原点0－平衡位置横坐标t－振动时间纵坐标x－振子偏离平衡位置的位移规定在0点右边时位移为正，左边时位移为负.2、位移-时间图象的画法:第一个1/2周期：时间t(s)0t02t03t04t05t06t0位移x(m）-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0第二个1/2周期：时间t(s)6t07t08t09t010t011t012t0位移x(m)20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.01、频闪照片法2、描图记录法体验：

一同学匀速拉动一张白纸，另一同学沿与纸运动方向相垂直方向用笔往复画线段，观察得到的图象类似应用绘制地震曲线的装置位移—时间图象：以小球的平衡位置为坐标原点，用横坐标表示振子振动的时间，纵坐标表示振子的位移，建立坐标系，得到位移随时间变化的情况—振动图象3、物理意义：反映了振子的位移随时间的变化规律。4、特点：弹簧振子的位移—时间图象是一条正弦曲线。简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗？不是四.简谐运动：1.定义：质点的位移与时间关系遵从正弦函数规律的运动。例如:弹簧振子的运动简谐运动是最简单、最基本的振动。2.振动图象（x-t图象）：是一条正弦曲线3.从振动图象（x-t图象）上得到的物理量：(1)振动的周期T和振幅A(2)某时刻振子的位移X:(3)某时刻振子速度V方向和大小(4)某时刻回复力的大小和方向思考由简谐运动的图象判断简谐运动属于下列哪一种运动？CA、匀变速运动B、匀速直线运动C、变加速运动D、匀加速直线运动

2.一弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是(

D

)A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B.振子通过平衡位置时,速度为零,加速度最大C.振子每次通过平衡位置时,加速度相同,速度也相同D.振子每次通过同一位置时,加速度一定相同,速度不一定相同例题1.下列说法正确的是(

A

)A.弹簧振子的运动是简谐运动B.简谐运动是机械运动中最简单、最基本的运动C.简谐运动中位移的方向总是指向平衡位置D.简谐运动中位移的方向总与速度的方向相反3.如图所示为一个水平方向的弹簧振子,小球在MN间做简谐运动,O是平衡位置。关于小球的运动情况,下列描述正确的是(

D

)A.小球经过O点时速度为零B.小球经过M点与N点时有相同的加速度C.小球从M点向O点运动过程中,加速度增大,速度增大D.小球从O点向N点运动过程中,加速度增大,速度减小4.(多选)物体做简谐运动的过程中,有两点M、N关于平衡位置对称,则物体(

BD

)A.在两点处的位移相同B.在两点处的速度可能相同C.在两点处的加速度可能相同D.在两点处的动能一定相同5.(多选)如图所示是质点做简谐运动的图象,由此可知

(

BC

)A.t=0时,质点的位移、速度均为零B.t=1s时,质点的位移最大,速度为零,加速度最大C.t=2s时,质点的位移为零,速度负向最大,加速度为零D.t=4s时,质点停止运动6.一质点做简谐运动的图象如图所示,该质点在t=3.5s时刻(

D

)

A.速度为正、加速度为正B.速度为负、加速度为负C.速度为负、加速度为正D.速度为正、加速度为负7.(多选)如图所示为某质点做简谐运动的图象,以下说法正确的是(

BC

)A.t1、t2时刻的速度相同B.t1～t2时间内,速度与位移同向C.t2～t3时间内,速度变大,位移变小D.t1、t3时刻的速度相同简谐运动的对称性(1)时间的对称性①物体来回通过相同两点所用时间相等,tDB=tBD.②物体通过关于O对称的两段距离所用时间相等,tOC=tOD,tCA=tDB.(2)速度的对称性①物体连续两次经过同一点(如D)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和D)的速度大小相等,方向可能相同,也可能相反.(3)位移和加速度的对称性①物体经过同一点(如D)的位移和加速度均相同.②物体经过关于O点对称的两点(如C和D)的位移和加速度均大小相等,方向相反.

作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）

A.速度B.位移