高考物理二级结论题型详解：机械振动和波（解析版）.pdfVIP

一、简谐运动机械振动和波

(1)动力学特征：F=-kx，-“”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系

数．

二、单摆

(1)单摆的振动可视为简谐运动的条件是最大摆角小于10°。l

(2)单摆做简谐运动的周期公式：T=2πg。单摆做简谐运动的周期(或频率)跟振幅及摆球质量无

关，摆长l指悬点到摆球重心的距离，g为单摆所在处的重力加速度。

(3)秒摆的周期为2s，根据单摆周期公式，可算得秒摆的摆长约为1m。

1.将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行(图甲)，让秋千以小摆角(小于

5°)自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方

向的a-t关系图如图乙所示。则以下说法正确的是()

A.忽略空气阻力，秋千的回复力由重力和拉力的合力提供

B.当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力等于手机所受的重力

C.秋千摆动的周期为t-t

31

2

4πL

D.该地的重力加速度g=2

(t-t)1

2

【解答】解：A、忽略空气阻力，秋千的回复力由重力圆弧沿切线方向的分力提供，故A错误；

2

B、在最低点，合力提供向心力：N-mg=mv

L

2

v

秋千对手机的支持力：N=mg+mmg，故秋千对手机的支持力大于手机的重力，故B错误；

L

C、完成一次全振动的时间为周期，对秋千来说，秋千的周期为从最大振幅偏角到另外一最大振幅偏角位置

再回到最大振幅偏角位置所用的时间。根据垂直手机平面方向的a-t关系图，周期为：T=t-t，故C正

31

确；

2

D、根据单摆周期公式：T=t-t=2πL，故当地重力加速度：g=4πL，故D错误。

312

g(t-t)

31

故选：C。

2.如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，在其正下方的P点有一个钉子，现将小球拉开一定的角度后开

始运动，小球在摆动过程中的偏角不超过5°。从某时刻开始计时，绳中的拉力大小F随时间t变化的

2

关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s，忽略一切阻力。下列说法正确的是()

1

A.t=0.1πs时小球位于B点B.t=0.4πs时小球位于C点

C.OA之间的距离为1.5mD.OP