第十一章 第1.2节 简谐运动 简谐运动的描述—2020高中物理选修3-4训练课件

2．[上海市杨浦区2018高三模拟]下列说法中正确的是( A ) A．弹簧振子的运动是简谐运动 B．简谐运动就是指弹簧振子的运动 C．简谐运动是匀变速运动 D．简谐运动是机械运动中最简单、最基本的一种
解析
弹簧振子的运动是周期性的往返运动，属于简谐运动，故A正确；简谐运动并不只是弹簧振子的 运动，单摆的运动也是简谐运动，故B错误；简谐运动的加速度随物体位置的变化而变化，不是 匀变速运动，故C错误；匀速直线运动才是机械运动中最简单、最基本的运动，故D错误．
解析
振子从B→O→C振动半个周期，则振动周期为T＝2 s，振幅A＝2 cm，故A错误， D正确；经过一次全振动，通过的路程s＝4A＝8 cm，故B正确；从 O→C→O→B→O是一次全振动，故C错误．
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
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6．[北京师大附中2018高二下期中]一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( D ) A．质点振动频率是4 Hz B．第3 s末质点的位移为零 C．在0～10 s内质点经过的路程是10 cm D．在t＝2.5 s和t＝4.5 s两时刻，质点速度大小相等、方向相反
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
刷基础
3．[河北辛集中学2019高二下月考]装有砂粒的试管竖直静立于水面，如图所示，将管竖直提起少许，然 后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向，则 下列描述试管振动的图象中可能正确的是( D )
解析
试管在竖直方向上做简谐运动，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时向上提 起试管的距离，就是其偏离平衡位置的位移，即正向最大位移，故正确答案为D.
解析
由题图读出质点振动的周期为T＝4 s，则频率为0.25 Hz，故A错误．在第3 s末，质点位于负向最大位 移处，位移为－2 cm，故B错误．质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4个振幅，因t＝10 s＝ 2.5T，则在0～10 s内质点经过的路程是s＝2.5×4A＝10×2 cm＝20 cm，故C错误．在t＝2.5 s时质点 在负的位移处向负方向运动，在t＝4.5 s时质点在正的位移处向正方向运动，由对称性可知两时刻的速 度大小相等、方向相反，故D正确．
解析
手拍篮球的运动和思考中的人来回走动没有规律，不是简谐运动，故A、B错误；轻质弹簧的下端 悬挂一个钢球、上端固定组成的振动系统，钢球以受力平衡处为平衡位置上下做简谐运动，故C正 确；从高处下落到地面上的小钢球的运动过程为自由落体运动，不是简谐运动，故D错误．
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
刷基础
01 02
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
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题型1 简谐运动的理解及简谐运动的图象
1．[陕西黄陵中学2018高二下期末]下列振动中是简谐运动的是( C ) A．手拍篮球的运动 B．思考中的人来回走动 C．轻质弹簧的下端悬挂一个钢球、上端固定组成的振动系统 D．小钢球从高处下落到地面过程的运动
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
刷易错
易错点 简谐运动的周期不变，由装置本身决定
8．[天津市宝坻区2019高二下期中]如图所示，一个在光滑水平面内的弹簧振子的平衡位置为
O，第一次用力把弹簧拉伸到A后释放让它振动，第二次把弹簧拉伸到A′后释放让它振动，
OA′＝2OA，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为( B )
解析
位移减小时，加速度也减小，速度增大，故A错误； 质点经过同一位置，位移方向总和加速度方 向相反，而速度方向不确定，可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反，故B错误； 物体的 速度增大时，运动方向指向平衡位置，位移逐渐减小，所以加速度一定减小，故C正确； 物体运 动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反，故D错误．
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
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5．[吉林辽源田家炳高级中学2018高二下期中](多选)如图，弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为 平衡位置，B、C间距离是4 cm，振子由B第一次运动到C所用时间为1 s，则( BD ) A．振动周期是1 s B．经过一次全振动的路程是8 cm C．从O→C→O是一次全振动 D．振幅是2 cm
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
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题型2 描述简谐运动的物理量
4．[四川阆中中学2019高二下期中]简谐运动中反映物体振动强弱的物理量是( A )
A．振幅
B．位移
C．频率
D．周期
解析
振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，表示振动的强弱，故A正确；位移大小是 振动物体离开平衡位置的距离，不表示振动的强弱，故B错误；频率和周期表示物体振 动的快慢，故C、D错误．
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
刷基础
7．[湖北部分重点中学2018高二下期中]一做简谐运动的弹簧振子的位移x随时间t变化的关系式 为x＝0.2sin 2.5πt(m)，时间t的单位为s.则( C ) A．弹簧振子的振幅为0.4 m B．弹簧振子的周期为1.25 s C．在t＝0.2 s时，振子的运动速度为零 D．在任意0.2 s时间内，振子的位移均为0.2 m
解析
弹簧振子做简谐运动，由振动方程可知振幅A＝0.2 m，角速度为ω＝2.5π rad/s，则周 期为T＝0.8 s，故A、B错误；当t＝0.2 s时，振子的位移最大，速度为零，故C正确；在 任意0.2 s时间内，振子不一定从平衡位置或者从最高点(或最低点)开始运动，所以振子 的位移不一定是0.2 m，故D错误．
A．1∶1 1∶1
B．1∶1 1∶2
C．1∶4 1∶4
D．1∶2 1∶2
解析
弹簧两次到A和A′的伸长量即为振子振动过程中偏离平衡位置的最大距离，即振幅， 故振幅之比为1∶2，而同一振动系统的周期由自身的性质决定，与振幅无关，故周期 之比为1∶1.
第1～2节 简谐运动/简谐运动的描述
刷提升
1．[北京市第四中学2019高二下期中]关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法 正确的是( C ) A．位移减小时，加速度增大，速度增大 B．位移方向总和加速度方向相反，和速度方向总相同 C．物体的速度增大时，加速度一定减小 D．物体向平衡位置运动时，速度方向和位移方向相同