2.1 简谐振动（原卷版） -2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第一册）.pdf

2.1简谐运动

01学习目标

物理素养学习目标

1.物理观念：知道什么是弹簧振子，理解振动的平衡位置和简谐1.通过实验观察，认识机械振动，会用

运动的概念。理想方法构建弹簧振子模型。

2.科学思维：通过观察和分析理解简谐运动的位移一时间图像是2.通过观察、分析和推理，证明弹簧振

一条正弦函数图线。子的位移一时间图像是正弦曲线，会用

3.科学探究：通过对简谐运动图像的描绘，认识简谐运动的特点。图像描述简谐运动。

4.科学态度与责任：通过对生活中振动实例的观察，体会振动对3.经历探究筒谐运动规律的过程，能分

生活的影响。析数据、发现特点、形成结论。

重点关注：①弹簧振子②简谐运动③简谐运动图像

02思维导图

03知识梳理

（一）课前研读课本，梳理基础知识

一、机械振动

1．机械振动：物体或物体的一部分在一个位置附近的_________运动，简称振动。

2．平衡位置：振动的物体在振动方向上所受合力为_________的位置。

二、弹簧振子

1.由_________和_________组成的系统，有时也简称振子，是一个_________模型。

2.小球与弹簧组成的振动系统看成弹簧振子的条件

①弹簧为_________弹簧，不计弹簧的质量，可认为质量集中于小球。

②不计摩擦阻力和空气阻力。

③小球从平衡位置被拉开的距离在弹簧弹性限度内。

三、振动图像

1．振子的位移：以_________为坐标原点，指向小球所在位置，即振动小球的位置坐标反映了小球相对于

_________位置的位移。

2．振动图像(x-t图像)

①x-t图像：用横轴表示小球运动的_________，纵轴表示小球离开_________位置的位移(x)，描绘出的

小球在平衡位置附近_________时的_________随_________变化的x-t图像，即为振动图像，如图所示。

②图像的物理意义：反映了振子位移随时间变化的规律，它_________(选填“是”或“不是”)振子的

运动轨迹。

物体的位移与时间的关系遵从_________的规律，它的振动图像(x-t图像)是一条_________。

四、简谐运动：

（二）辨析

1.若图中的小球是木头做的,或小球和杆之间的摩擦不能忽略,这个系统可称为弹簧振子吗?系统能看成弹簧

振子需要满足什么条件?

2.弹簧振子是一种理想化模型以前我们还学过哪些理想化模型,?

3.振动图像的坐标系是如何建立的?

4.有同学说,既然弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线,那么振子的运动轨迹也应是正弦曲线,结合水平方向

的弹簧振子想一下,这种说法对吗?为什么?

04题型精讲

【题型一】弹簧振子

【点拨】

1.对平衡位置的理解

(1)弹簧振子的平衡位置是振子不振动时，小球静止的位置，

①如图甲，水平方向弹簧振子：弹簧弹力为零时的位置。

②如图乙，竖直方向弹簧振子：弹簧的拉力与重力平衡时的位置。

③如图丙，光滑斜面上的弹簧振子：弹簧拉力与重力沿斜面向下的分力平衡时的位置。

弹簧振子有多种形式,对于不同形式的弹簧振子,在平衡位置处,弹簧不一定处于原长(如竖直放置

的弹簧振子),但运动方向上的合外力一定为零。

(2)弹簧振子的平衡位置是振动过程中，小球的速度最大的位置。

2.弹簧振子的振动分析

(1)当振子从平衡位置向最大位移处移动时,位移在增大,速度在减小;当振子向平衡位