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第二章 机械振动
第1节 简谐运动
学思用·典例详解
例1-1 [易错题][粤教版教材习题改编]（多选）下列几种运动中，属于机械振动的是
( )
CD
A.乒乓球在地面上的上下运动 B.匀速直线运动
C.秋千在空中来回运动 D.浮于水面上的圆柱形玻璃瓶上下运动
【解析】匀速直线运动是单向的匀速运动，没有往复，不属于机械振动，故B错误；
乒乓球虽然做上下的往复运动，但乒乓球静止时的位置（平衡位置）在地面，乒乓
球不是在平衡位置附近做往复运动，故A错误。
易混易错 往复运动不一定是机械振动，物体的运动是不是机械振动，要看两个方
面：（1）是否有平衡位置；（2）是否在平衡位置附近做往复运动。
例1-2 关于弹簧振子，以下说法正确的是( )
A
A.弹簧振子是研究机械振动的物理模型 B.小球的质量远小于弹簧的质量
C.弹簧的质量不需要很轻 D.弹簧和小球组成的系统机械能不守恒
【解析】
选项 分析 正误
A 弹簧振子是研究机械振动的物理模型。 √
B 弹簧的质量需要很轻，小球的质量远大于弹簧的质量。
C
D 弹簧和小球组成的系统机械能守恒。
学思用·典例详解
例2-3 [教材第35页“练习与应用”第1题改编]如图2-1-7所示为获取弹簧振子的位移—
时间图像的一种方法，改变纸带运动的速度，下列说法正确的是( )
B
图2-1-7
A.如果纸带不动，作出的振动图像仍然是正弦函数曲线
B.如果纸带不动，作出的振动图像是一条线段
C.图示时刻，小球正经过平衡位置向左运动
D.若纸带运动的速度不恒定，则纸带上描出的仍然是简谐运动的图像
【解析】纸带匀速运动时，作出的振动图像是正弦（或余弦）函数曲线，纸带不动
时，作出的振动图像为一条线段，选项A错误，B正确；根据题意可知，图示时刻，
小球正经过平衡位置向右运动，选项C错误；若纸带运动的速度不恒定，则纸带在相
同时间内运动的距离不同，纸带上描出的图像将不是简谐运动的图像，选项D错误。
总结 描迹法在实际中有广泛的应用，例如医院里的心电图机、地震仪中绘制地震
曲线的装置等，都是用类似的方法记录振动情况。
学思用·典例详解
例3-4 [教材第59页“复习与提高”A组第1题改编](2026·辽宁省七校协作体质检)
关于做简谐运动的物体的位移、加速度和速度的关系，下列说法正确的是( )
A
A.位移减小时，加速度减小，速度增大
B.位移方向总和加速度方向相反，和速度方向相同
C.物体的速度增大时，加速度不一定减小
D.物体向平衡位置运动时，速度方向和位移方向相同
【解析】
选项 分析 正误
A 位移减小时，合外力减小，则加速度减小，速度增大。 √
B 位移方向总和加速度方向相反，和速度方向可能相同，也可能相反。
C 物体的速度增大时，位移一定减小，则加速度一定减小。
D 物体向平衡位置运动时，速度增大，加速度和速度方向相同，可知速 度方向和位移方向相反。
学思用·典例详解
图2-1-10
例4-5 [教材第35页“练习与应用”第2题改编]如图2-1-10甲所示，
弹簧振子以点为平衡位置，在、 两点之间做简谐运动。取向
右为正，物体的位移随时间 的变化如图乙所示，则由图可知
( )
D
A. 时，物体的加速度方向向右
B. 时，物体的速度方向向右
C.到 的时间内，物体的速度逐渐减小
D.到的时间内，物体通过的路程是
【解析】
关键能力构建
题型1 根据振动图像分析振动情况
例6 (2026·湖南省衡阳市第八中学期中)如图2-1-11甲所示，竖直的轻弹簧一端固定在
水平地面上，另一端与一铁块相连，现让铁块在竖直方向上做简谐运动，从铁块所
受合力为零开始计时，取竖直向上为正方向，其运动的位移—时间图像如图乙所示，
下列说法正确的是( )
C
图2-1-11
A.在 内铁块的速度逐渐增大
B.在和 时刻弹簧的弹力大小相等
C.在 时间内铁块做加速度逐渐减小的
加速运动
D.在 时铁块的速度方向竖直向上
【解析】
【学会了吗丨变式题】
1.新生活实际 (2026·河南信阳高级中学月考)垂钓运动正成为休闲和体育结合的新时
尚，鱼漂是垂钓时反映鱼儿咬钩讯息的工具。将静止在水面上的竖直鱼漂缓慢向下
压，松手后，鱼漂在竖直方向上做简谐运动，其振动图像如图2-1-12所示，取竖直向
上为正方向。则( )
A
图2-1-12
A.在 时刻，鱼漂的速度方向竖直向上
B.在 时刻，鱼漂的加速度方向竖直向上
C.时和 时，鱼漂的位移和速度都相同
D. 时间内，鱼漂的速度和加速度均减小
【解析】
题型2 根据振动情况判断振动图像
图2-1-13
例7 [教材第59页“复习与提高”A组第3题改编]（多选）
一物体沿轴做简谐振动,物体运动的最大位移为 ，
物体的平衡位置位于轴上的 点,如图2-1-13甲所示，
图中的、、、 为四个不同的振动状态：黑点表示
物体的位置,黑点上的箭头表示运动的方向。取向右为
正方向，在图乙、丙给出的①②③④四条振动图线中,
可用于表示物体的振动图像的是( )
AD
A.若规定状态时 ,则①可表示物体的振动图像
B.若规定状态时 ,则②可表示物体的振动图像
C.若规定状态时 ,则③可表示物体的振动图像
D.若规定状态时 ,则④可表示物体的振动图像
【解析】
【学会了吗丨变式题】
2.新生活实际 装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图2-1-14所示。将试管竖直提起
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，则以下描述试管振动的图像中,可能正确的是( )
D
图2-1-14
A. B. C. D.
【解析】装有砂粒的试管受到重力和浮力作用，竖直提起少许时，浮力小于重力，
合力向下。试管释放时，试管处于最高点（正方向最大位移处），将在合力作用下
向下（负方向）做加速运动，故试管的振动图像中0时刻位移为正方向最大值，只有
选项D正确。
考向 根据振动图像分析简谐运动
图2-1-15
例8 (北京高考题)某弹簧振子沿 轴的简谐运动图像如图2-1
-15所示，下列描述正确的是( )
A
A. 时，振子的速度为零，加速度为负的最大值
B. 时，振子的速度为负，加速度为正的最大值
C. 时，振子的速度为负的最大值，加速度为零
D. 时，振子的速度为正，加速度为负的最大值
本题涉及简谐运动中速度和加速度的相关知识，考查考生根据振动图像分析振子运
动情况的能力。
【解析】 时，振子在正的最大位移处，速度为零，加速度最大，加速度方向
指向平衡位置，即沿轴负方向，A项正确； 时，振子位于平衡位置，速度最
大，加速度为零，B项错误； 时，振子在负的最大位移处，速度为零，加速度
最大，加速度方向沿轴正方向，C项错误； 时，振子位于平衡位置，速度最
大，加速度为零， 项错误。

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