第二章 1.简谐运动(课件 学案 练习)高中物理人教版(2019)选择性必修 第一册

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名称 第二章 1.简谐运动(课件 学案 练习)高中物理人教版(2019)选择性必修 第一册
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-08-02 15:20:56

文档简介

  第二章 机械振动
1.简谐运动
题组一 弹簧振子的理解
1.(多选)下列振动系统可看作弹簧振子的是(   )
A.如图甲所示,竖直悬挂的轻弹簧及小铅球组成的系统
B.如图乙所示,放在光滑斜面上的铁块及轻弹簧组成的系统
C.如图丙所示,光滑水平面上,两根轻弹簧系着一个小钢球组成的系统
D.蹦极运动中的人与弹性绳组成的系统(人所受阻力不能忽略)
2.如图所示,水平方向上有一弹簧振子,O点是其平衡位置,振子在a和b之间振动,关于振子,下列说法正确的是(   )
A.在a点时加速度最大,速度最大
B.在O点时速度最大,位移最大
C.在b点时位移最大,速度最小
D.在b点时加速度最大,速度最大
题组二 简谐运动的初步认识
3.(多选)如图所示的弹簧振子做简谐运动,O点为它的平衡位置,下列说法正确的是(  )
A.振子从A点运动到C点过程中的位移大小为OC,方向向右
B.振子从C点运动到A点过程中的位移大小为CA,方向向右
C.振子从A点运动到C点的过程中,速度在增大,加速度在减小
D.振子从A点运动到O点的过程中,速度先增大后减小,加速度先减小后增大
4.如图所示,弹簧振子在a、b两点间做简谐运动,当振子从平衡位置O向a运动过程中(  )
A.加速度和速度均不断减小 B.加速度和速度均不断增大
C.加速度不断增大,速度不断减小 D.加速度不断减小,速度不断增大
5.(多选)如图所示是一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像(x-t图像),由图可推知,振子(  )
A.在t1和t3时刻具有相同的速度
B.在t3和t4时刻具有相同的速度
C.在t4和t6时刻具有相同的位移
D.在t1和t6时刻具有相同的加速度
题组三 简谐运动的位移—时间图像
6.如图所示为水平弹簧振子的振动图像。若取向右为正方向,则振子的位移向左且速度向右的时间段是(  )
A.0到1 s内 B.1 s到2 s内
C.2 s到3 s内 D.3 s到4 s内
7.(多选)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是(  )
A.t=1 s时,振子的速度为零,加速度为正的最大值
B.t=2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值
C.t=3 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值
D.t=4 s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值
8.如图所示为某一质点在 0~4 s内的振动图像,下列叙述中正确的是(  )
A.该质点在2.5 s时向正方向运动
B.该质点在2.5 s时加速度方向为负方向
C.该质点在2 s时加速度最大,且方向为负方向
D.该质点在1 s时加速度最大,且方向为负方向
9.(多选)一个质点以O为中心做简谐运动,位移随时间变化的图像如图所示,a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置。下列说法正确的是(  )
A.质点通过位置c时速度最大,加速度为零
B.质点通过位置b时,相对平衡位置的位移为
C.质点从位置a到位置c和从位置b到位置d所用时间相等
D.质点从位置a到位置b和从位置b到位置c的平均速度相等
10.一个弹簧振子在M、N之间做简谐运动。O为平衡位置,P、Q是振动过程中关于O点对称的两个位置,下列说法正确的是(  )
A.振子在从M点向N点运动过程中,动能先减小后增大
B.振子在OP间与OQ间的运动时间相等
C.振子运动到P、Q两点时,位移相同
D.振子在从M点向N点运动过程中,加速度先增大后减小
11.一个质点做简谐运动,其位移随时间变化的x-t图像如图所示,以x轴的正方向为正,该质点的速度随时间变化的v-t图像为(  )
12.(多选)如图甲所示,在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P,在下面放一条白纸带,当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带,铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图乙所示,由图像可知,下列说法正确的是(   )
A.小球偏离平衡位置的最大距离为10 cm
B.1 s末到5 s末小球通过的路程为40 cm
C.2 s末和4 s末小球的位移相等,运动方向也相同
D.1 s末和3 s末弹簧的长度相同
13.(多选)一弹簧振子沿x轴振动,小球运动的最大位移为4 cm,小球的平衡位置位于x轴上O点,如图甲所示,图中的a、b、c、d为四个不同的振动状态:黑点表示小球的位置,黑点上的箭头表示运动的方向。如图乙给出的①②③④四条振动图线,可用于表示小球的振动图像的是(   )
A.若规定状态a时t=0,则①可表示小球的振动图像
B.若规定状态b时t=0,则②可表示小球的振动图像
C.若规定状态c时t=0,则③可表示小球的振动图像
D.若规定状态d时t=0,则④可表示小球的振动图像
1.简谐运动
1.ABC 选项A、B、C都满足弹簧振子的条件,符合题意;选项D中人受空气的阻力不可忽略,且人不能看作质点,故不可看作弹簧振子,不符合题意。
2.C O点为弹簧振子的平衡位置,振子在O点时加速度为零,位移为零,速度最大,故B错误;振子在a、b两点时,位移最大,加速度最大,速度为零,故A、D错误,C正确。
3.BC 振子从A点运动到C点过程中的位移是以A点为起点,C点为终点,故位移大小为AC,方向向左,A错误;振子从C点运动到A点过程中的位移是以C点为起点,A点为终点,故位移大小为CA,方向向右,B正确;振子的合外力为弹簧的弹力,振子从A点运动到C点的过程和从A点运动到O点的过程中,弹力都在减小,故加速度都在减小,速度方向与加速度方向相同,故速度在增大,C正确,D错误。
4.C 当振子从平衡位置O向a运动的过程中,弹簧的弹力逐渐增大,根据牛顿第二定律知,加速度逐渐增大,加速度的方向与速度的方向相反,振子做减速运动,则振子速度减小,选项C正确,A、B、D错误。
5.BC t1与t3时刻振子经过同一位置,运动方向相反,速度不相同,A错误;t3与t4时刻振子经过关于平衡位置对称的两点,速度大小相等、方向相同,B正确;t4与t6时刻振子的位移都是-2 cm,C正确;t1和t6时刻振子经过关于平衡位置对称的两点,位移等大反向,加速度等大反向,D错误。
6.D 根据题意可知向右的方向为正方向,则振子向左的位移应为负值,即时间段在2~4 s内;再根据位移—时间图像的斜率表示速度,可知速度向右,斜率应为正值,所以振子的位移向左且速度向右的时间段应在3~4 s内,故D正确,A、B、C错误。
7.AC t=1 s时,在负方向最大位移处,故速度为零,加速度最大,为正,故A正确;t=2 s时,振子的速度为正,加速度为零,故B错误;t=3 s时,振子的速度为零,加速度负方向最大,故C正确;t=4 s时,振子的速度为负,加速度为零,故D错误。
8.D 根据振动图像切线的斜率表示速度,知t=2.5 s时图像切线的斜率为负,速度为负,说明该质点在2.5 s时向负方向运动,故A错误;t=2.5 s时该质点位移方向为负方向,加速度的方向与位移方向相反,所以加速度方向为正方向,故B错误;该质点在2 s时位移为零,加速度为零,故C错误;该质点在1 s时位移最大,且方向为正方向,加速度最大,且方向为负方向,故D正确。
9.AC 质点通过位置c,即平衡位置时,速度最大,加速度为零,故A正确;质点从a至c,速度是增大的,故质点通过位置b时,相对平衡位置的位移应大于,故B错误;质点从位置a到位置c和从位置b到位置d所用的时间相等,均为2 s,故C正确;质点从位置a到位置b和从位置b到位置c的过程中,时间相同但位移大小不同,故平均速度不同,故D错误。
10.B 振子在从M点向N点运动过程中,动能先增大后减小,A错误;由对称性可知,振子在OP间与OQ间的运动时间相等,B正确;由对称性可知,振子运动到P、Q两点时,位移等大反向,C错误;振子在从M点向N点运动过程中,加速度先减小后增大,D错误。
11.A 由题图知,在t=0时刻,质点在正方向最大位移处,质点的速度为零。t=时,质点通过平衡位置,速度为负方向最大。t=时,质点在负方向最大位移处,质点的速度为零。t=T时,质点通过平衡位置,速度为正方向最大。t=T时,质点在正方向最大位移处,质点的速度为零,所以该质点的速度随时间变化的v-t图像为A图。
12.AB 由题图乙可知小球偏离平衡位置的最大距离为10 cm,故A正确;1 s末到5 s末小球通过的路程是40 cm,故B正确;2 s末和4 s末小球位移均为0,位移相同,2 s末小球向x轴负方向运动,4 s末小球向x轴正方向运动,运动方向相反,故C错误;1 s末和3 s末弹簧的长度不同,D错误。
13.AD 若规定小球在状态a时t=0,此时的位移为3 cm,且向规定的正方向运动,故选项A正确;若规定小球在状态b时t=0,此时的位移为2 cm,且向规定的负方向运动,故选项B错误;若规定小球在状态c时t=0,此时的位移为-2 cm,且向规定的负方向运动,故选项C错误;若规定小球在状态d时t=0,此时的位移为-4 cm,速度为零,且向规定的正方向运动,故选项D正确。
4 / 41.简谐运动
课标要求 素养目标
1.通过实验,认识简谐运动的特征。 2.知道机械振动、弹簧振子、简谐运动的概念 1.知道机械振动、平衡位置的概念。 知道弹簧振子是一种理想化模型,理解简谐运动的概念。(物理观念) 2.初步理解简谐运动的位移—时间图像的意义及应用。 会分析简谐运动中位移、速度、加速度的变化规律。(科学思维) 3.通过对简谐运动运动学特征的探究,加深领悟用图像描绘运动的方法。(科学探究)
知识点一 弹簧振子
1.机械振动:物体或物体的一部分在一个位置附近的    运动称为机械振动,简称振动。
2.平衡位置:振动物体所受合力为    的位置。
3.弹簧振子:如图所示,带有小孔的小球连接在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球套在    的杆上,能够    滑动。弹簧的质量与小球相比可以忽略。小球运动时空气阻力很小,也可以忽略。这样的小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子,简称为振子。
知识点二 弹簧振子的位移—时间图像
1.建立坐标系:水平的弹簧振子,以小球的    为坐标原点O,沿着    方向建立坐标轴,规定水平向右为正方向。小球在平衡位置右边时它的位置坐标x为正,在左边时位置坐标x为负。
2.绘制图像:
用横轴表示振子运动的    ,纵轴表示振子的位移x,振子振动的x-t图像如图所示。
知识点三 简谐运动
1.定义:如果物体的    与    的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动是一种简谐运动。
2.特点:简谐运动是最基本的振动,弹簧振子中小球的运动就是    运动。
【情景思辨】
 观察下列情景,判断下列说法的正误。
(1)跳绳时人的上下运动是机械振动。(  )
(2)荡秋千时人的来回运动是机械振动。(  )
(3)弹奏吉他时琴弦的运动是机械振动。(  )
(4)弹簧振子的振动图像就是振子运动轨迹。(  )
(5)简谐运动就是指弹簧振子的运动。(  )
要点一 弹簧振子的理解
【探究】
 如图甲、乙所示,两装置可以看成水平方向、竖直方向的弹簧振子:
(1)需要满足什么条件?
(2)平衡位置怎样确定?
(3)怎样表示振子的位移?
【归纳】
1.弹簧振子是理想化的物理模型,类似于我们学习的质点、点电荷模型。
2.实际物体看成弹簧振子的条件
(1)不计弹簧的质量,可以认为质量集中于小球。
(2)忽略弹簧及小球与水平杆之间的摩擦力。
(3)弹簧被拉伸(压缩)的长度在弹性限度内。
3.弹簧振子的位移
位移是指相对平衡位置的位移,大小等于振子所在位置到平衡位置的距离,方向由平衡位置指向振子所在位置。
【典例1】 (多选)如图所示,弹簧下端悬挂一钢球,上端固定,它们组成一个振动的系统,用手把钢球向上托起一段距离,然后释放,钢球便上下振动起来,若以竖直向下为正方向,下列说法正确的是(  )
A.钢球运动所能达到的最低处为平衡位置
B.钢球原来静止时的位置为平衡位置
C.钢球振动到距原静止位置下方3 cm处时位移为3 cm
D.钢球振动到距原静止位置上方2 cm处时位移为-2 cm
尝试解答                                                
                                                
易错警示
(1)弹簧振子的位移是以平衡位置为初位置、物体所在的位置为末位置的有向线段。要注意与“振子在某段时间内的位移”的区别。
(2)对于水平弹簧振子,振子的位移与弹簧的形变量大小相等;而对于竖直弹簧振子,要注意振子的位移与弹簧的形变量大小不相等。
1.关于机械振动的位移和平衡位置,以下说法中正确的是(  )
A.平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B.机械振动的位移是以平衡位置为起点的位移
C.机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也就越大
D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移
2.(多选)如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,在振子从A点开始运动,经C点再到O点的过程中,下列说法正确的是(  )
A.振子经过C点时的位移大小为OC,方向向左
B.振子经过C点时的位移大小为OC,方向向右
C.振子从A点开始运动,经C点回到O点的过程中,位移的大小为OA,方向向左
D.振子从A点开始运动,经C点回到O点的过程中,位移的大小为OA,方向向右
要点二 简谐运动的初步认识
【探究】一个水平方向的弹簧振子,先把小球向左拉离其平衡位置O一小段距离,由静止释放:
(1)图甲所示振子由左侧最大位移处B点向平衡位置O点振动过程中,其位移、速度、加速度的大小如何变化?方向如何?
(2)图乙所示,振子由平衡位置O点向右侧振动过程中,其位移、速度、加速度的大小如何变化?方向如何?
(3)图丙所示振子由右侧最大位移处C点向平衡位置O点振动过程中,其位移、速度、加速度的大小如何变化?方向如何?
【归纳】
1.简谐运动的运动性质
简谐运动是变加速往复直线运动,不是匀变速直线运动。
2.简谐运动的速度、加速度的理解
速度 (1)方向:远离平衡位置运动的过程中速度方向背离平衡位置;衡位置运动的过程中速度方向指向平衡位置。 (2)大小:①振子在平衡位置的速度最大,在最大位移处的速度为零。 ②远离平衡位置的过程中,振子的速度减小;衡位置的过程中,振子的速度增大。
加速度 (1)方向:总是指向平衡位置,总是与位移方向相反。 (2)大小:①远离平衡位置运动过程中,振子的加速度增大;衡位置运动过程中,振子的加速度减小。 ②位于平衡位置时振子的加速度为零;位于最大位移处时振子的加速度最大
【典例2】 如图所示的一弹簧振子,设向右为正方向,O为平衡位置,则下列过程中对于各量的描述正确的是(  )
A.A→O时,位移为负,速度为正,加速度增大
B.O→B时,位移为正,加速度为负,加速度增大
C.B→O时,位移为负,速度为正,速度增大
D.O→A时,位移为负,加速度为正,速度增大
尝试解答                                                
                                                
方法技巧
分析简谐运动中位移、速度、加速度的技巧
(1)判断正负:要看其方向与规定正方向的关系。
(2)判断大小变化:要看是处于远离平衡位置的过程中还是处于衡位置的过程中。
(3)注意位移与速度的矢量性
①位移相同时,物体的速度大小相等,但方向可能相反,也可能相同。
②速度大小相同时,物体的位移大小相等,但方向可能相同,也可能相反。
1.关于简谐运动,下列说法正确的是(  )
A.简谐运动一定是水平方向的运动
B.所有的振动都可以看作是简谐运动
C.物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D.只要振动图像是正弦曲线,物体一定做简谐运动
2.关于做简谐运动物体的位移、速度、加速度的关系,下列说法中正确的是(  )
A.位移减小时,速度增大,加速度也增大
B.位移方向总跟加速度方向相反,但跟速度方向相同
C.物体远离平衡位置时,速度方向跟位移方向相同
D.物体衡位置时,速度方向跟位移方向相同
要点三 简谐运动的位移—时间图像
【探究】如图所示,在弹簧振子的小球上固定一记录用的铅笔P,在下面放一条白纸带,铅笔可在纸上留下痕迹。请思考:
(1)振子振动时白纸不动,画出的轨迹是怎样的?
(2)振子振动时,匀速拖动白纸,画出的轨迹又是怎样的?
【归纳】
1.x-t图像的物理意义:表示振动质点离开平衡位置的位移随时间的变化规律。
2.利用x-t图像能获取的信息
(1)任意时刻质点位移的大小和方向。如图甲所示,质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和-x2。
(2)任意时刻质点的振动方向:看下一时刻质点的位置,如图乙中a点,下一时刻离平衡位置更远,故a点此刻向上振动。图乙中b点,下一时刻离平衡位置更近,故b此刻向上振动。
(3)某段时间内位移、速度、加速度的变化情况判断:先判断质点在这段时间内的振动方向,从而确定各物理量的变化。如图甲所示,在t1时刻到t0时刻这段时间内,质点的位移变小,故质点正向平衡位置运动,速度增大,位移和加速度都变小;t2时刻到下一时刻,质点从负位移处远离平衡位置运动,则速度减小,位移、加速度增大。
【典例3】 如图所示是表示弹簧振子的振动图像,下列说法正确的是(  )
A.t=0时刻振子的加速度最大
B.t1时刻振子正通过平衡位置向正方向运动
C.t2时刻振子的位移为正的最大
D.t3时刻振子正通过平衡位置向负方向运动
尝试解答                                                
                                                
                                                
                                                
1.一个弹簧振子在A、B间做简谐运动,O点为振子的平衡位置,如图所示。规定向右为正方向,当振子向左运动经过O点时开始计时,则图中画出的振动图像正确的是(  )
2.(多选)将弹簧振子从平衡位置拉开4 cm后放开,同时开始计时,其振动图像如图所示,则(  )
A.在0.1~0.2 s振子正在做加速度减小的加速运动
B.在0.1~0.2 s振子正在做加速度增大的减速运动
C.在0.1~0.2 s振子速度方向沿x轴负方向
D.在0.15 s时振子的位移大小一定等于2 cm
1.对于做简谐运动的弹簧振子,下述说法正确的是(  )
A.振子通过平衡位置时,加速度最大
B.振子在最大位移处时,速度最大
C.振子在连续两次通过同一位置时,位移相同
D.振子连续两次通过同一位置时,动量相同
2.(多选)以弹簧振子为例,振子做简谐运动的过程中,有两点A、A'关于平衡位置对称,则振子(  )
A.在A点和A'点的位移相同
B.在A点和A'点的位移大小相同
C.在两点处的速度可能相同
D.在两点处的速度一定相同
3.如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.t=0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处
B.t=0.6 s和t=1.4 s时,振子的速度完全相同
C.t=0.8 s时,振子的速度方向向左
D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的位移和速度都逐渐减小
4.如图甲所示,弹簧振子中小球运动的最左端M、最右端N与平衡位置O间的距离为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.图乙中x0应为l
B.0~t1时间内小球由M向O运动
C.t1~时间内小球由M向O运动
D.0~内与~T时间内小球运动方向相反
1.简谐运动
【基础知识·准落实】
知识点一
1.往复 2.0 3.光滑 自由 
知识点二
1.平衡位置 它的振动 2.时间t
知识点三
1.位移 时间 2.简谐
情景思辨
(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【探究】 提示:(1)①弹簧的质量很小,相对于小球的质量可以忽略不计;②水平杆的摩擦力、空气阻力可以忽略不计。
(2)水平方向的弹簧振子的平衡位置在弹簧处于原长时的位置,竖直方向的弹簧振子的平衡位置在弹簧的弹力与重力平衡的位置。
(3)振子的位移是以平衡位置为初位置指向振子所在位置的有向线段。
【典例1】 BCD 振子平衡位置的定义为振子原来静止时的位置,故A错误,B正确;振子的位移为从平衡位置指向某时刻振子所在位置的有向线段,根据题意可判断C、D正确。
素养训练
1.B 平衡位置是物体静止时所处的位置,所以与受力有关、与是否为振动范围的中心位置无关,A错误;振动位移是以平衡位置为初始点,到振动物体所在位置的有向线段,振动位移随时间变化,振动物体偏离平衡位置最远时,振动位移最大,B正确,D错误;振动物体的位移与运动的路程没有关系,C错误。
2.BC 振子离开平衡位置的位移是以O点为起点、振子所在位置为终点的有向线段,所以振子经过C点时的位移大小为OC,方向向右,A错误,B正确。振子从A点开始运动,经C点再到O点的过程中,位移是以A点为起点、O点为终点的有向线段,故大小为OA,方向向左,故C正确,D错误。
要点二
知识精研
【探究】 提示:(1)振子由左侧最大位移处B点向平衡位置O点振动过程中,其位移逐渐减小,方向向左;速度逐渐增大,方向向右;加速度逐渐减小,方向向右。
(2)振子由平衡位置O点向右侧振动过程中,其位移逐渐增大,方向向右;速度逐渐减小,方向向右;加速度逐渐增大,方向向左。
(3)振子由右侧最大位移处C点向平衡位置O点振动过程中,其位移逐渐减小,方向向右;速度逐渐增大,方向向左;加速度逐渐减小,方向向左。
【典例2】 C 位移方向是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段的方向;加速度方向总是指向平衡位置;而速度方向要具体看弹簧振子的运动以及正方向的规定。规定向右为正方向,A→O或O→B速度为负,O→A或B→O速度为正;在A→O、B→O的过程中速度是增大的,加速度是减小的;在O→A、O→B的过程中速度是减小的,加速度是增大的。故选C。
素养训练
1.D 物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生,各个方向都有可能发生,A错误;简谐运动是最简单的振动,B错误;做简谐运动的轨迹线并不是正弦曲线,C错误;物体振动的图像是正弦曲线,一定是做简谐运动,D正确。
2.C 位移减小时,速度增大,加速度减小,故A错误;位移方向总跟加速度方向相反,当物体远离平衡位置时,位移方向与速度方向相同,当物体衡位置时,位移方向与速度方向相反,故B、D错误,C正确。
要点三
知识精研
【探究】 提示:(1)一条平行于振子运动方向的线段。
(2)是一条正弦(或余弦)曲线,如图所示。
【典例3】 A 从图像可以看出,t=0时刻,振子在正的最大位移处,此时振子的加速度最大,故A正确;由图像知,t1时刻以后振子的位移为负,因此t1时刻振子正通过平衡位置向负方向运动,故B错误;由图像知,t2时刻振子在负的最大位移处,即位移为负的最大,故C错误;由图像知,t3时刻以后,振子的位移为正,所以t3时刻振子正通过平衡位置向正方向运动,故D错误。
素养训练
1.B 由题意知,因为向右为正方向,且振子向左运动经过O点时开始计时,所以t=0时刻图像的斜率应为负,故B正确。
2.BC 在0.1~0.2 s,振子由平衡位置向负的最大位移处运动,加速度在增大,速度在减小,振子的速度方向沿x轴负方向,故A错误,B、C正确;在0.1~0.2 s内振子做加速度增大的减速运动,在0.15 s时振子的位移大小不等于2 cm,故D错误。
【教学效果·勤检测】
1.C 振子经过平衡位置时速度最大,加速度是零,A错误;振子在最大位移处时速度最小,B错误;振子在连续两次经过同一位置时,相对于平衡位置的位移相同,C正确;动量是矢量,振子连续两次经过同一位置时,速度的大小相同,方向相反,则动量大小相同,方向相反,D错误。
2.BC 由于A、A'关于平衡位置对称,所以振子在A、A'点时位移大小相等,方向相反,速率一定相同,但速度方向可能相同,也可能相反,故选项B、C正确。
3.C 在0~0.4 s内,振子做变减速运动,不是匀速运动,所以t=0.2 s时,振子不在O点右侧 6 cm 处,故A错误;由图像乙知t=0.6 s和t=1.4 s时,振子的速度大小相等,方向相反,故B错误;t=0.8 s时,图像的斜率为负,说明振子的速度为负,即振子的速度方向向左,故C正确;t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的位移减小,正向平衡位置靠近,速度逐渐增大,故D错误。
4.A 结合甲、乙两图可以知道t1时刻小球的位移为正值且最大,小球位于N点,x0应为l,A正确;0~ t1时间内位移为正值且逐渐增大,小球由O向N运动,B错误;t1~时间内位移为正值且逐渐减小,小球由N向O运动,C错误;0~间内小球先沿正方向运动到最大位移处,再沿负方向运动到位移为零处,~T时间内小球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,D错误。
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1.简谐运动
课标要求 素养目标
1.通过实验,认
识简谐运动的特
征。 2.知道机械振
动、弹簧振子、
简谐运动的概念 1.知道机械振动、平衡位置的概念。
知道弹簧振子是一种理想化模型,理解简谐运动的
概念。(物理观念)
2.初步理解简谐运动的位移—时间图像的意义及应
用。
会分析简谐运动中位移、速度、加速度的变化规
律。(科学思维)
3.通过对简谐运动运动学特征的探究,加深领悟用
图像描绘运动的方法。(科学探究)
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一 弹簧振子
1. 机械振动:物体或物体的一部分在一个位置附近的 运动称
为机械振动,简称振动。
2. 平衡位置:振动物体所受合力为 的位置。
3. 弹簧振子:如图所示,带有小孔的小球连接在弹簧的一端,弹簧的
另一端固定,小球套在 的杆上,能够 滑动。弹簧
的质量与小球相比可以忽略。小球运动时空气阻力很小,也可以忽
略。这样的小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子,简称为振子。
往复 
0 
光滑 
自由 
知识点二 弹簧振子的位移—时间图像
1. 建立坐标系:水平的弹簧振子,以小球的 为坐标
原点O,沿着 方向建立坐标轴,规定水平向右为正
方向。小球在平衡位置右边时它的位置坐标x为正,在左边时位
置坐标x为负。
平衡位置 
它的振动 
用横轴表示振子运动的 ,纵轴表示振子的位移x,振子振
动的x-t图像如图所示。
时间t 
2. 绘制图像:
知识点三 简谐运动
1. 定义:如果物体的 与 的关系遵从正弦函数的规
律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动是一
种简谐运动。
2. 特点:简谐运动是最基本的振动,弹簧振子中小球的运动就是
运动。
位移 
时间 

谐 
【情景思辨】
 观察下列情景,判断下
列说法的正误。
(1)跳绳时人的上下运动是
机械振动。 ( × )
(2)荡秋千时人的来回运动是机械振动。 ( √ )
(3)弹奏吉他时琴弦的运动是机械振动。 ( √ )
×


(4)弹簧振子的振动图像就是振子运动轨迹。 ( × )
(5)简谐运动就是指弹簧振子的运动。 ( × )
×
×
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一 弹簧振子的理解
【探究】
如图甲、乙所示,两装置可以看成水平方向、竖直方向的弹簧振子:
(1)需要满足什么条件?
提示: ①弹簧的质量很小,相对于小球的质量可以忽略不
计;②水平杆的摩擦力、空气阻力可以忽略不计。
(2)平衡位置怎样确定?
提示: 水平方向的弹簧振子的平衡位置在弹簧处于原长时
的位置,竖直方向的弹簧振子的平衡位置在弹簧的弹力与重力
平衡的位置。
(3)怎样表示振子的位移?
提示: 振子的位移是以平衡位置为初位置指向振子所在位
置的有向线段。
【归纳】
1. 弹簧振子是理想化的物理模型,类似于我们学习的质点、点电
荷模型。
2. 实际物体看成弹簧振子的条件
(1)不计弹簧的质量,可以认为质量集中于小球。
(2)忽略弹簧及小球与水平杆之间的摩擦力。
(3)弹簧被拉伸(压缩)的长度在弹性限度内。
3. 弹簧振子的位移
位移是指相对平衡位置的位移,大小等于振子所在位置到平衡位置
的距离,方向由平衡位置指向振子所在位置。
【典例1】 (多选)如图所示,弹簧下端悬挂一钢球,上端固定,
它们组成一个振动的系统,用手把钢球向上托起一段距离,然后释
放,钢球便上下振动起来,若以竖直向下为正方向,下列说法正确的
是(  )
A. 钢球运动所能达到的最低处为平衡位置
B. 钢球原来静止时的位置为平衡位置
C. 钢球振动到距原静止位置下方3 cm处时位移为3 cm
D. 钢球振动到距原静止位置上方2 cm处时位移为-2 cm
解析:振子平衡位置的定义为振子原来静止时的位置,故A错误,B
正确;振子的位移为从平衡位置指向某时刻振子所在位置的有向线
段,根据题意可判断C、D正确。
易错警示
(1)弹簧振子的位移是以平衡位置为初位置、物体所在的位置为
末位置的有向线段。要注意与“振子在某段时间内的位移”
的区别。
(2)对于水平弹簧振子,振子的位移与弹簧的形变量大小相等;而
对于竖直弹簧振子,要注意振子的位移与弹簧的形变量大小不
相等。
1. 关于机械振动的位移和平衡位置,以下说法中正确的是(  )
A. 平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B. 机械振动的位移是以平衡位置为起点的位移
C. 机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也就越大
D. 机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移
解析:  平衡位置是物体静止时所处的位置,所以与受力有关、
与是否为振动范围的中心位置无关,A错误;振动位移是以平衡位
置为初始点,到振动物体所在位置的有向线段,振动位移随时间变
化,振动物体偏离平衡位置最远时,振动位移最大,B正确,D错
误;振动物体的位移与运动的路程没有关系,C错误。
2. (多选)如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,在振子从A
点开始运动,经C点再到O点的过程中,下列说法正确的是(  )
A. 振子经过C点时的位移大小为OC,方向向左
B. 振子经过C点时的位移大小为OC,方向向右
C. 振子从A点开始运动,经C点回到O点的过程中,位移的大小为OA,方向向左
D. 振子从A点开始运动,经C点回到O点的过程中,位移的大小为OA,方向向右
解析:  振子离开平衡位置的位移是以O点为起点、振子所在位
置为终点的有向线段,所以振子经过C点时的位移大小为OC,方向
向右,A错误,B正确。振子从A点开始运动,经C点再到O点的过
程中,位移是以A点为起点、O点为终点的有向线段,故大小为
OA,方向向左,故C正确,D错误。
要点二 简谐运动的初步认识
【探究】
  一个水平方向的弹簧振子,先把小球向左拉离其平衡位置O一小段
距离,由静止释放:
(1)图甲所示振子由左侧最大位移处B点向平衡位置O点振动过程中,其位移、速度、加速度的大小如何变化?方向如何?
提示: 振子由左侧最大位移处B点向平衡位置O点振动过
程中,其位移逐渐减小,方向向左;速度逐渐增大,方向向
右;加速度逐渐减小,方向向右。
(2)图乙所示,振子由平衡位置O点向右侧振动过程中,其位移、速度、加速度的大小如何变化?方向如何?
提示: 振子由平衡位置O点向右侧振动过程中,其位移逐
渐增大,方向向右;速度逐渐减小,方向向右;加速度逐渐增
大,方向向左。
(3)图丙所示振子由右侧最大位移处C点向平衡位置O点振动过程中,其位移、速度、加速度的大小如何变化?方向如何?
提示: 振子由右侧最大位移处C点
向平衡位置O点振动过程中,其位移逐渐减小,方向向右;速度逐渐增大,方向向左;加速度逐渐减小,方向向左。
【归纳】
1. 简谐运动的运动性质
简谐运动是变加速往复直线运动,不是匀变速直线运动。
2. 简谐运动的速度、加速度的理解

度 (1)方向:远离平衡位置运动的过程中速度方向背离平衡位
置;衡位置运动的过程中速度方向指向平衡位置。
(2)大小:①振子在平衡位置的速度最大,在最大位移处的速
度为零。
②远离平衡位置的过程中,振子的速度减小;衡位置的
过程中,振子的速度增大。


度 (1)方向:总是指向平衡位置,总是与位移方向相反。
(2)大小:①远离平衡位置运动过程中,振子的加速度增大;
衡位置运动过程中,振子的加速度减小。
②位于平衡位置时振子的加速度为零;位于最大位移处时振子
的加速度最大
【典例2】 如图所示的一弹簧振子,设向右为正方向,O为平衡位
置,则下列过程中对于各量的描述正确的是(  )
A. A→O时,位移为负,速度为正,加速度增大
B. O→B时,位移为正,加速度为负,加速度增大
C. B→O时,位移为负,速度为正,速度增大
D. O→A时,位移为负,加速度为正,速度增大
解析:位移方向是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段的方向;
加速度方向总是指向平衡位置;而速度方向要具体看弹簧振子的运动
以及正方向的规定。规定向右为正方向,A→O或O→B速度为负,
O→A或B→O速度为正;在A→O、B→O的过程中速度是增大的,加
速度是减小的;在O→A、O→B的过程中速度是减小的,加速度是增
大的。故选C。
方法技巧
分析简谐运动中位移、速度、加速度的技巧
(1)判断正负:要看其方向与规定正方向的关系。
(2)判断大小变化:要看是处于远离平衡位置的过程中还是处于衡位置的过程中。
(3)注意位移与速度的矢量性
①位移相同时,物体的速度大小相等,但方向可能相反,也可
能相同。
②速度大小相同时,物体的位移大小相等,但方向可能相同,
也可能相反。
1. 关于简谐运动,下列说法正确的是(  )
A. 简谐运动一定是水平方向的运动
B. 所有的振动都可以看作是简谐运动
C. 物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线
D. 只要振动图像是正弦曲线,物体一定做简谐运动
解析:  物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生,各个方向
都有可能发生,A错误;简谐运动是最简单的振动,B错误;做简
谐运动的轨迹线并不是正弦曲线,C错误;物体振动的图像是正弦
曲线,一定是做简谐运动,D正确。
2. 关于做简谐运动物体的位移、速度、加速度的关系,下列说法中正
确的是(  )
A. 位移减小时,速度增大,加速度也增大
B. 位移方向总跟加速度方向相反,但跟速度方向相同
C. 物体远离平衡位置时,速度方向跟位移方向相同
D. 物体衡位置时,速度方向跟位移方向相同
解析:  位移减小时,速度增大,加速度减小,故A错误;位移
方向总跟加速度方向相反,当物体远离平衡位置时,位移方向与速
度方向相同,当物体衡位置时,位移方向与速度方向相反,
故B、D错误,C正确。
要点三 简谐运动的位移—时间图像
【探究】
  如图所示,在弹簧振子的小球上固定一记录用的铅笔P,在下面放
一条白纸带,铅笔可在纸上留下痕迹。请思考:
(1)振子振动时白纸不动,画出的轨迹是怎样的?
提示: 一条平行于振子运动方向的线段。
(2)振子振动时,匀速拖动白纸,画出的轨迹又是怎样的?
提示: 是一条正弦(或余弦)曲线,如图所示。
【归纳】
1. x-t图像的物理意义:表示振动质点离开平衡位置的位移随时间的变
化规律。
2. 利用x-t图像能获取的信息
(1)任意时刻质点位移的大小和方向。如图甲所示,质点在t1、t2
时刻的位移分别为x1和-x2。
(2)任意时刻质点的振动方向:看下一时刻质点的位置,如图乙
中a点,下一时刻离平衡位置更远,故a点此刻向上振动。图
乙中b点,下一时刻离平衡位置更近,故b此刻向上振动。
(3)某段时间内位移、速度、加速度的变化情
况判断:先判断质点在这段时间内的振动
方向,从而确定各物理量的变化。如图甲
所示,在t1时刻到t0时刻这段时间内,质点
的位移变小,故质点正向平衡位置运动,
速度增大,位移和加速度都变小;t2时刻到下一时刻,质点从负位移处远离平衡位置运动,则速度减小,位移、加速度增大。
【典例3】 如图所示是表示弹簧振子的振动图像,下列说法正确的
是(  )
A. t=0时刻振子的加速度最大
B. t1时刻振子正通过平衡位置向正方向运动
C. t2时刻振子的位移为正的最大
D. t3时刻振子正通过平衡位置向负方向运动
解析:从图像可以看出,t=0时刻,振子在正的最大位移处,此时振
子的加速度最大,故A正确;由图像知,t1时刻以后振子的位移为
负,因此t1时刻振子正通过平衡位置向负方向运动,故B错误;由图像
知,t2时刻振子在负的最大位移处,即位移为负的最大,故C错误;由
图像知,t3时刻以后,振子的位移为正,所以t3时刻振子正通过平衡位
置向正方向运动,故D错误。
1. 一个弹簧振子在A、B间做简谐运动,O点为振子的平衡位置,如图所示。规定向右为正方向,当振子向左运动经过O点时开始计时,则图中画出的振动图像正确的是(  )
解析:  由题意知,因为向右为正方向,且振子向左运动经过O
点时开始计时,所以t=0时刻图像的斜率应为负,故B正确。
2. (多选)将弹簧振子从平衡位置拉开4 cm后放开,同时开始计时,
其振动图像如图所示,则(  )
A. 在0.1~0.2 s振子正在做加速度减小的加速运动
B. 在0.1~0.2 s振子正在做加速度增大的减速运动
C. 在0.1~0.2 s振子速度方向沿x轴负方向
D. 在0.15 s时振子的位移大小一定等于2 cm
解析:  在0.1~0.2 s,振子由平衡位置向负的最大位移处运
动,加速度在增大,速度在减小,振子的速度方向沿x轴负方向,
故A错误,B、C正确;在0.1~0.2 s内振子做加速度增大的减速运
动,在0.15 s时振子的位移大小不等于2 cm,故D错误。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. 对于做简谐运动的弹簧振子,下述说法正确的是(  )
A. 振子通过平衡位置时,加速度最大
B. 振子在最大位移处时,速度最大
C. 振子在连续两次通过同一位置时,位移相同
D. 振子连续两次通过同一位置时,动量相同
解析:  振子经过平衡位置时速度最大,加速度是零,A错误;
振子在最大位移处时速度最小,B错误;振子在连续两次经过同一
位置时,相对于平衡位置的位移相同,C正确;动量是矢量,振子
连续两次经过同一位置时,速度的大小相同,方向相反,则动量大
小相同,方向相反,D错误。
2. (多选)以弹簧振子为例,振子做简谐运动的过程中,有两点A、
A'关于平衡位置对称,则振子(  )
A. 在A点和A'点的位移相同
B. 在A点和A'点的位移大小相同
C. 在两点处的速度可能相同
D. 在两点处的速度一定相同
解析:  由于A、A'关于平衡位置对称,所以振子在A、A'点时位
移大小相等,方向相反,速率一定相同,但速度方向可能相同,也
可能相反,故选项B、C正确。
3. 如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐
运动,取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,
下列说法正确的是(  )
A. t=0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处
B. t=0.6 s和t=1.4 s时,振子的速度完全相同
C. t=0.8 s时,振子的速度方向向左
D. t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的位移和速度都逐渐减小
解析:  在0~0.4 s内,振子做变减速运动,不是匀速运动,所以
t=0.2 s时,振子不在O点右侧 6 cm 处,故A错误;由图像乙知t=
0.6 s和t=1.4 s时,振子的速度大小相等,方向相反,故B错误;t=
0.8 s时,图像的斜率为负,说明振子的速度为负,即振子的速度方
向向左,故C正确;t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的位移减小,
正向平衡位置靠近,速度逐渐增大,故D错误。
4. 如图甲所示,弹簧振子中小球运动的最左端M、最右端N与平衡位
置O间的距离为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. 图乙中x0应为l
B. 0~t1时间内小球由M向O运动
解析:  结合甲、乙两图可以知道t1时刻小球的位移为正值且最
大,小球位于N点,x0应为l,A正确;0~ t1时间内位移为正值且逐
渐增大,小球由O向N运动,B错误;t1~时间内位移为正值且逐渐
减小,小球由N向O运动,C错误;0~
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,
D错误。
~T时间内
小球
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
题组一 弹簧振子的理解
1. (多选)下列振动系统可
看作弹簧振子的是(  )
A. 如图甲所示,竖直悬挂的
轻弹簧及小铅球组成的系统
B. 如图乙所示,放在光滑斜面上的铁块及轻弹簧组成的系统
C. 如图丙所示,光滑水平面上,两根轻弹簧系着一个小钢球组成的系统
D. 蹦极运动中的人与弹性绳组成的系统(人所受阻力不能忽略)
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解析:  选项A、B、C都满足弹簧振子的条件,符合题意;选
项D中人受空气的阻力不可忽略,且人不能看作质点,故不可看作
弹簧振子,不符合题意。
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2. 如图所示,水平方向上有一弹簧振子,O点是其平衡位置,振子在a
和b之间振动,关于振子,下列说法正确的是(  )
A. 在a点时加速度最大,速度最大
B. 在O点时速度最大,位移最大
C. 在b点时位移最大,速度最小
D. 在b点时加速度最大,速度最大
解析:  O点为弹簧振子的平衡位置,振子在O点时加速度为零,
位移为零,速度最大,故B错误;振子在a、b两点时,位移最大,
加速度最大,速度为零,故A、D错误,C正确。
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题组二 简谐运动的初步认识
3. (多选)如图所示的弹簧振子做简谐运动,O点为它的平衡位置,
下列说法正确的是(  )
A. 振子从A点运动到C点过程中的位移大
小为OC,方向向右
B. 振子从C点运动到A点过程中的位移大
小为CA,方向向右
C. 振子从A点运动到C点的过程中,速度在增大,加速度在减小
D. 振子从A点运动到O点的过程中,速度先增大后减小,加速度先减
小后增大
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解析:  振子从A点运动到C点过程中的位移是以A点为起点,C
点为终点,故位移大小为AC,方向向左,A错误;振子从C点运动
到A点过程中的位移是以C点为起点,A点为终点,故位移大小为
CA,方向向右,B正确;振子的合外力为弹簧的弹力,振子从A点
运动到C点的过程和从A点运动到O点的过程中,弹力都在减小,故
加速度都在减小,速度方向与加速度方向相同,故速度在增大,C
正确,D错误。
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4. 如图所示,弹簧振子在a、b两点间做简谐运动,当振子从平衡位置
O向a运动过程中(  )
A. 加速度和速度均不断减小
B. 加速度和速度均不断增大
C. 加速度不断增大,速度不断减小
D. 加速度不断减小,速度不断增大
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解析:  当振子从平衡位置O向a运动的过程中,弹簧的弹力逐渐
增大,根据牛顿第二定律知,加速度逐渐增大,加速度的方向与速
度的方向相反,振子做减速运动,则振子速度减小,选项C正确,
A、B、D错误。
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5. (多选)如图所示是一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像(x-t图
像),由图可推知,振子(  )
A. 在t1和t3时刻具有相同的速度
B. 在t3和t4时刻具有相同的速度
C. 在t4和t6时刻具有相同的位移
D. 在t1和t6时刻具有相同的加速度
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解析:  t1与t3时刻振子经过同一位置,运动方向相反,速度不
相同,A错误;t3与t4时刻振子经过关于平衡位置对称的两点,速度
大小相等、方向相同,B正确;t4与t6时刻振子的位移都是-2 cm,
C正确;t1和t6时刻振子经过关于平衡位置对称的两点,位移等大反
向,加速度等大反向,D错误。
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题组三 简谐运动的位移—时间图像
6. 如图所示为水平弹簧振子的振动图像。若取向右为正方向,则振子
的位移向左且速度向右的时间段是(  )
A. 0到1 s内
B. 1 s到2 s内
C. 2 s到3 s内
D. 3 s到4 s内
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解析:  根据题意可知向右的方向为正方向,则振子向左的位移
应为负值,即时间段在2~4 s内;再根据位移—时间图像的斜率表
示速度,可知速度向右,斜率应为正值,所以振子的位移向左且速
度向右的时间段应在3~4 s内,故D正确,A、B、C错误。
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7. (多选)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是(  )
A. t=1 s时,振子的速度为零,加速度为正的最
大值
B. t=2 s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值
C. t=3 s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值
D. t=4 s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值
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解析:  t=1 s时,在负方向最大位移处,故速度为零,加速度
最大,为正,故A正确;t=2 s时,振子的速度为正,加速度为零,
故B错误;t=3 s时,振子的速度为零,加速度负方向最大,故C正
确;t=4 s时,振子的速度为负,加速度为零,故D错误。
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8. 如图所示为某一质点在 0~4 s内的振动图像,下列叙述中正确的是
(  )
A. 该质点在2.5 s时向正方向运动
B. 该质点在2.5 s时加速度方向为负方向
C. 该质点在2 s时加速度最大,且方向为负方向
D. 该质点在1 s时加速度最大,且方向为负方向
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解析: 根据振动图像切线的斜率表示速度,知t=2.5 s时图像切
线的斜率为负,速度为负,说明该质点在2.5 s时向负方向运动,故
A错误;t=2.5 s时该质点位移方向为负方向,加速度的方向与位移
方向相反,所以加速度方向为正方向,故B错误;该质点在2 s时位
移为零,加速度为零,故C错误;该质点在1 s时位移最大,且方向
为正方向,加速度最大,且方向为负方向,故D正确。
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9. (多选)一个质点以O为中心做简谐运动,位移随时间变化的图像
如图所示,a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置。下列说法
正确的是(  )
A. 质点通过位置c时速度最大,加速度
为零
C. 质点从位置a到位置c和从位置b到位置d所用时间相等
D. 质点从位置a到位置b和从位置b到位置c的平均速度相等
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解析:  质点通过位置c,即平衡位置时,速度最大,加速度为
零,故A正确;质点从a至c,速度是增大的,故质点通过位置b时,
相对平衡位置的位移应大于,故B错误;质点从位置a到位置c和从
位置b到位置d所用的时间相等,均为2 s,故C正确;质点从位置a
到位置b和从位置b到位置c的过程中,时间相同但位移大小不同,
故平均速度不同,故D错误。
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10. 一个弹簧振子在M、N之间做简谐运动。O为平衡位置,P、Q是振
动过程中关于O点对称的两个位置,下列说法正确的是(  )
A. 振子在从M点向N点运动过程中,动能先减小
后增大
B. 振子在OP间与OQ间的运动时间相等
C. 振子运动到P、Q两点时,位移相同
D. 振子在从M点向N点运动过程中,加速度先增
大后减小
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解析:  振子在从M点向N点运动过程中,动能先增大后减小,
A错误;由对称性可知,振子在OP间与OQ间的运动时间相等,B
正确;由对称性可知,振子运动到P、Q两点时,位移等大反向,
C错误;振子在从M点向N点运动过程中,加速度先减小后增大,
D错误。
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11. 一个质点做简谐运动,其位移随时间变化的x-t图像如图所示,以x
轴的正方向为正,该质点的速度随时间变化的v-t图像为(  )
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解析:  由题图知,在t=0时刻,质点在正方向最大位移处,质
点的速度为零。t=时,质点通过平衡位置,速度为负方向最大。
t=时,质点在负方向最大位移处,质点的速度为零。t=T时,
质点通过平衡位置,速度为正方向最大。t=T时,质点在正方向
最大位移处,质点的速度为零,所以该质点的速度随时间变化的v-
t图像为A图。
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12. (多选)如图甲所示,在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔
P,在下面放一条白纸带,当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉
动纸带,铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图乙
所示,由图像可知,下列说法正确的是(  )
A. 小球偏离平衡位置的最大距离为10 cm
B. 1 s末到5 s末小球通过的路程为40 cm
C. 2 s末和4 s末小球的位移相等,运动方向也相同
D. 1 s末和3 s末弹簧的长度相同
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解析:  由题图乙可知小球偏离平衡位置的最大距离为10 cm,故A正确;1 s末到5 s末小球通过的路程是40 cm,故B正确;2 s末和4 s末小球位移均为0,位移相同,2 s末小球向x轴负方向运动,4 s末小球向x轴正方向运动,运动方向相反,故C错误;1 s末和3 s末弹簧的长度不同,D错误。
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13. (多选)一弹簧振子沿x轴振动,小
球运动的最大位移为4 cm,小球的平
衡位置位于x轴上O点,如图甲所示,
图中的a、b、c、d为四个不同的振动状态:黑点表示小球的位置,黑点上的箭头表示运动的方向。如图乙给出的①②③④四条振动图线,可用于表示小球的振动图像的是(  )
A. 若规定状态a时t=0,则①可表示小球的振动图像
B. 若规定状态b时t=0,则②可表示小球的振动图像
C. 若规定状态c时t=0,则③可表示小球的振动图像
D. 若规定状态d时t=0,则④可表示小
球的振动图像
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解析:  若规定小球在状态a时t=0,此时的位移为3 cm,且向
规定的正方向运动,故选项A正确;若规定小球在状态b时t=0,
此时的位移为2 cm,且向规定的负方向运动,故选项B错误;若规
定小球在状态c时t=0,此时的位移为-2 cm,且向规定的负方向
运动,故选项C错误;若规定小球在状态d时t=0,此时的位移为
-4 cm,速度为零,且向规定的正方向运动,故选项D正确。
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谢谢观看!
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