機(jī)械振動(dòng)-2025高三物理總復(fù)習(xí)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

第十三章

機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波

2023?山東卷?T10、2022?浙江6月選考-T11、2022?河北

卷?T16(l)、

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、2022?重慶卷-T16(1)、2021?全國(guó)甲卷-T34(2)、2021<

振動(dòng)圖像東卷?T16(l)、

2021?河北卷-T16(1)、2021?湖南卷?T16(1)、2021,江蘇

卷-T4

2023?新課標(biāo)卷-T1、2023?湖南卷?T3、2022?北京卷?T6、

機(jī)械波2022?湖南卷-T16⑴、

2022?廣東卷-T16(1)、2021?浙江6月選考-T9

2023?重慶卷-T9、2022?全國(guó)甲卷-T34(D、2022?浙江6

月選考-T16、

波的圖像2022?遼寧卷?T3、2021?全國(guó)乙卷-T34(1)、2021?天津

卷-T4、

三年考情2021?北京卷?T3、2021?湖北卷-T10

2023?全國(guó)乙卷-T34(1)、2023?海南卷―T4、2023?湖北

振動(dòng)圖像和波的圖像卷一T7、2022?山東卷-T9、2021?遼寧卷?T7、2021?山東

卷-T10

2023?全國(guó)甲卷134(2)、2023?廣東卷-T4、2023?浙江6

月選考式11、

波的干涉

2022?全國(guó)乙卷-T34(1)、2022?浙江1月選考?T15、

2021?浙江1月選考-T13

2023?廣東卷?T4、2023?遼寧卷?T8、2023?浙江6月選

多普勒效應(yīng)

考-T14

實(shí)驗(yàn):用單擺測(cè)量重

2023?新課標(biāo)卷?T23、2023?重慶卷-Til

力加速度

實(shí)驗(yàn):彈簧振子振動(dòng)

2023?湖南卷?T11

周期與質(zhì)量的關(guān)系

本章主要考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、機(jī)械波的形成與傳播、振動(dòng)圖

命題規(guī)律目標(biāo)定位像和波的圖像。波的圖像考查頻次有所下降,實(shí)驗(yàn)考查

頻次有所增加,重點(diǎn)考查波動(dòng)和振動(dòng)的綜合,難點(diǎn)在于

波的多解問(wèn)題及波的干涉。

第1講機(jī)械振動(dòng)

[課標(biāo)要求]1.通過(guò)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征。2.能用公式和圖像描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。3.通

過(guò)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)受迫振動(dòng)的特點(diǎn),了解產(chǎn)生共振的條件及其應(yīng)用。

考點(diǎn)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

|「知識(shí)梳理》>

1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

(1)定義:如果物體的位移與H回的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律,即它的振動(dòng)圖像(xY圖像)是一

條正弦曲線,這樣的振動(dòng)就叫作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

(2)條件:物體在運(yùn)動(dòng)方向上所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比,并且總是指向生

衡位置。

(3)平衡位置:平衡位置是物體在振動(dòng)過(guò)程中回復(fù)力為零的位置,并不一定是合力為零的位置。

(4)回復(fù)力

①定義:使物體返回到平衡位置的力。

②方向:總是指向平衡位置。

③來(lái)源:屬于效果力,可以是某一個(gè)力,也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力。

學(xué)生用書(shū)第286頁(yè)

(5)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征

①動(dòng)力學(xué)特征:F=—kx。

②運(yùn)動(dòng)學(xué)特征:x、八a均按正弦或余弦規(guī)律發(fā)生周期性變化(注意八a的變化趨勢(shì)相反)。

③能量特征:系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,振幅有不變。

2.描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量

物理量定義意義

由平衡位置指向質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向描述質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)中某時(shí)刻的位置相對(duì)于

位移

線段平衡位置的位移

振幅振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離描述振動(dòng)的幅度大小和能量

周期振動(dòng)物體完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間描述振動(dòng)的快慢,兩者互為倒數(shù):T=

振動(dòng)物體單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次

頻率X

數(shù)

【基礎(chǔ)知識(shí)判斷】

1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力可以是恒力。(X)

2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置就是質(zhì)點(diǎn)所受合力為零的位置。(X)

3.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)先后通過(guò)同一點(diǎn),回復(fù)力、速度、加速度、位移都是相同的。(X)

4.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),速度增大時(shí),其加速度一定減小。(J)

113核心突破

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的五個(gè)特點(diǎn)

受力回復(fù)力歹=—履,尸(或的大小與x的大小成正比,方向相反

靠近平衡位置時(shí),a、F,x都減小,,增大;遠(yuǎn)離平衡位置時(shí),a、F、x都增

運(yùn)動(dòng)

大,/減小

振幅越大,能量越大。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)的機(jī)械能

能量

守恒

做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的位移、回復(fù)力、加速度和速度均隨時(shí)間做周期性變化,

變化周期就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T;動(dòng)能和勢(shì)能也隨時(shí)間做周期性變化,其變化

周期性

周期為?

2

P'0P

(1)如圖所示,做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過(guò)關(guān)于平衡位置。對(duì)稱的兩點(diǎn)尸、P'(OP=

OP)時(shí),速度的大小、動(dòng)能、勢(shì)能相等,相對(duì)于平衡位置的位移大小相等

對(duì)稱性

(2)物體由P到O所用的時(shí)間等于由0到P所用的時(shí)間,即tPO=top'

(3)物體往復(fù)過(guò)程中通過(guò)同一段路程(如OP段)所用的時(shí)間相等,即t0P=tPo

(4)相隔;或%為正整數(shù))的兩個(gè)時(shí)刻,物體位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱,

位移、速度、加速度大小相等、方向相反

考向1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本物理量

例如圖所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為根的小物塊與左端固定的輕質(zhì)彈簧相連,構(gòu)成

一個(gè)水平彈簧振子,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)小物塊位于。點(diǎn)。現(xiàn)使小物塊在M、N兩點(diǎn)間沿光滑水

平面做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在此過(guò)程中()

A.小物塊運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)回復(fù)力與位移方向相同

B.小物塊每次運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)的加速度一定相同

C.小物塊從。點(diǎn)向M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做加速運(yùn)動(dòng)

D.小物塊從。點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能增加

/

///////*//////^/////////

M0N

答案:B

解析:根據(jù)尸=—質(zhì)可知,小物塊運(yùn)動(dòng)到“點(diǎn)時(shí)回復(fù)力與位移方向相反,故A錯(cuò)誤;根據(jù)a

=一"可知,小物塊每次運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)的位移相同,則加速度一定相同,故B正確;小物塊

m

從。點(diǎn)向“點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度方向與速度方向相反,做減速運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;小物塊從

。點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧彈力對(duì)小物塊做負(fù)功,小物塊的機(jī)械能減少,故D錯(cuò)誤。

考向2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性與對(duì)稱性

例國(guó)超(2022?浙江6月選考)如圖所示,一根固定在墻上的水平光滑桿,兩端分別固定著相同

的輕彈簧,兩彈簧自由端相距X。套在桿上的小球從中點(diǎn)以初速度/向右運(yùn)動(dòng),小球?qū)⒆鲋?/p>

期為7的往復(fù)運(yùn)動(dòng),貝!!()

A.小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

B.小球動(dòng)能的變化周期為?

2

學(xué)生用書(shū)第287頁(yè)

C.兩根彈簧的總彈性勢(shì)能的變化周期為T

D.小球的初速度為A寸,其運(yùn)動(dòng)周期為27

2

【審題指導(dǎo)】(1)小球與彈簧接觸前做勻速運(yùn)動(dòng),接觸彈簧后做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

⑵小球的第一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期=向右勻速運(yùn)動(dòng)+半個(gè)周期的彈簧振子的運(yùn)動(dòng)+向左勻速運(yùn)動(dòng)+

半個(gè)周期的彈簧振子的運(yùn)動(dòng)十向右勻速運(yùn)動(dòng)至中點(diǎn)。

答案:B

解析:物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是它在運(yùn)動(dòng)中所受回復(fù)力與位移成正比,且方向總是指向平衡

位置,可知小球在桿中點(diǎn)到接觸彈簧過(guò)程,所受合力為零,此過(guò)程做勻速直線運(yùn)動(dòng),故小球

不是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;假設(shè)桿中點(diǎn)為O,小球向右壓縮彈簧至最大壓縮量時(shí)的位置為4

小球向左壓縮彈簧至最大壓縮量時(shí)的位置為B,可知小球做周期為7的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程為

根據(jù)對(duì)稱性可知小球從。f4-0與。這兩個(gè)過(guò)程的動(dòng)能變化完

全一致,兩根彈簧的總彈性勢(shì)能的變化完全一致,故小球動(dòng)能的變化周期為二兩根彈簧的

2

總彈性勢(shì)能的變化周期為】,B正確,C錯(cuò)誤;小球的初速度為"時(shí),可知小球在勻速階段的

22

時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,接觸彈簧過(guò)程,根據(jù)彈簧振子周期與速度無(wú)關(guān),即接觸彈簧過(guò)程時(shí)間

保持不變,可知小球的初速度為丫時(shí),其運(yùn)動(dòng)周期應(yīng)小于27,D錯(cuò)誤。故選B。

2

對(duì)點(diǎn)練1.(多選)(2023?河北唐山高三統(tǒng)考)如圖甲所示的彈簧振子沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),從

某一時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),規(guī)定豎直向上為正方向,得到彈簧對(duì)小球的彈力尸與運(yùn)動(dòng)時(shí)間/的關(guān)系

圖像如圖乙所示,若重力加速I度為g,圖像的坐標(biāo)值為已知量,則下列說(shuō)法正確的是()

2____'t

廣■一卜2

甲乙

A.對(duì)乙圖的R/關(guān)系圖像,小球是從處在最高點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)的

B.小球的質(zhì)量為互出

2g

C.彈簧振子的頻率為&

4?0

D.若彈簧振子的振幅為/,則從計(jì)時(shí)開(kāi)始到13/o時(shí),小球的路程為36/

答案:BC

解析:由題圖乙可知,/=0時(shí)刻小球所受彈力最大,方向豎直向上,所以小球處于最低點(diǎn),

故A錯(cuò)誤;根據(jù)對(duì)稱性,小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的加速度大小相等、方向相反,根據(jù)牛頓第

Fi—

二定律,小球在最高點(diǎn),有F2+mg=ma;小球在最低點(diǎn),有F{—mg=ma;解得加=-----,

2g

故B正確;由題圖乙可知±7=如,T/解得/=2,故C正確;由于13/o=9T+°T,所以

4f4?o4

小球的路程為s=9-4/+3/=39/,故D錯(cuò)誤。故選BC。

對(duì)點(diǎn)練2.(2022?浙江1月選考)圖甲中的裝置水平放置,將小球從平衡位置。拉到/后釋放,

小球在。點(diǎn)附近來(lái)回振動(dòng);圖乙中被細(xì)繩拴著的小球由靜止釋放后可繞固定點(diǎn)來(lái)回?cái)[動(dòng)。若

將上述裝置安裝在太空中的我國(guó)空間站內(nèi)進(jìn)行同樣操作,下列說(shuō)法正確的是()

A.甲圖中的小球?qū)⒈3朱o止

B.甲圖中的小球仍將來(lái)回振動(dòng)

C.乙圖中的小球仍將來(lái)回?cái)[動(dòng)

D.乙圖中的小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)

答案:B

解析:空間站中的物體處于完全失重狀態(tài),題圖甲中的小球所受的彈力不受失重的影響,則

小球仍將在彈力的作用下來(lái)回振動(dòng),A錯(cuò)誤,B正確;題圖乙中的小球在地面上由靜止釋放

時(shí),所受的回復(fù)力是重力的分力,而在空間站中處于完全失重時(shí),回復(fù)力為零,則小球由靜

止釋放時(shí),小球仍靜止不動(dòng),不會(huì)來(lái)回?cái)[動(dòng),也不會(huì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng);若給小球一定的初速

度,則小球在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),C、D錯(cuò)誤。故選B。

考點(diǎn)二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式及圖像的理解和應(yīng)用

113知識(shí)梳理>?

1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式

(1)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式:F=~kx,其中“一”表示回復(fù)力與位移的方向相反。

(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)表達(dá)式:x=Nsin_(0/+0o),其中/代表振幅,。=2以代表簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢,(祝+

夕0)代表簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位,00叫作初相位或初相。

2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像

(1)從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),函數(shù)表達(dá)式為x=/sin圖像如圖甲所示。

(2)從最大位移處開(kāi)始計(jì)時(shí),函數(shù)表達(dá)式為x=/cos。/,圖像如圖乙所示。

【高考情境鏈接】

(2023?山東高考?改編)如圖所示,沿水平方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),依次通過(guò)相距乙的/、8兩

點(diǎn)。已知質(zhì)點(diǎn)在/點(diǎn)的位移大小為振幅的一半,8點(diǎn)位移大小是4點(diǎn)的3倍,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)N

點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),/時(shí)刻第二次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)。

§"平______

判斷下列說(shuō)法的正誤:

(1)若z點(diǎn)在平衡位置右側(cè),則z點(diǎn)的相位為心(V)

學(xué)生用書(shū)第288頁(yè)

(2)在3點(diǎn)時(shí)質(zhì)點(diǎn)的相位一定為夕B=;。(X)

(3)在2點(diǎn)時(shí)質(zhì)點(diǎn)的相位一定為夕B=g。(X)

(4)質(zhì)點(diǎn)從/運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間f=歿二&。(V)

CO

113核心突破》>

利用振動(dòng)圖像可獲取的信息

1.振幅/、周期7(或頻率力和初相位夕0。

2.某時(shí)刻振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移。

3.某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度的大小和方向:曲線上各點(diǎn)切線斜率的大小和正負(fù)分別表示各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的

速度大小和方向,速度的方向也可根據(jù)下一相鄰時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移的變化來(lái)確定。

4.某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力和加速度的方向:回復(fù)力總是指向平衡位置,回復(fù)力和加速度的方向

相同。

5.某段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況。

例?《(2023?山東荷澤高三期末)質(zhì)量相同的兩個(gè)小球分別與輕質(zhì)彈簧甲、乙組成彈簧振子,

讓兩彈簧振子各自在水平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),兩者的振動(dòng)圖像如圖所示。已

知彈簧振子的振動(dòng)周期7=2;i^,其中加為振子質(zhì)量、后為彈簧勁度系數(shù),下列說(shuō)法正確

的是()

|x/cm

fTk

°k0\1^20^30.4t;s

A.彈簧勁度系數(shù)甲比乙大

B.彈簧勁度系數(shù)甲比乙小

C.f=0.1s時(shí),甲彈簧對(duì)小球的作用力大于乙彈簧對(duì)小球的作用力

D.時(shí),兩振子的回復(fù)力大小相等

答案:D

解析:根據(jù)題意,兩個(gè)小球質(zhì)量相同,由題圖知,甲、乙周期相同,由知,彈簧

勁度系數(shù)甲等于乙,故A、B錯(cuò)誤;f=0.1s時(shí),甲處于平衡位置,回復(fù)力為零,乙處于負(fù)的

最大位移處,回復(fù)力最大,則甲彈簧對(duì)小球的作用力小于乙彈簧對(duì)小球的作用力,故C錯(cuò)誤;

對(duì)甲有工甲=A/5COS(口甲。cm="5cos[TJcm=75cos(5兀。cm,對(duì)乙有x乙=—sin(①乙方)cm=

闿nr(5兀x2]3

一sinlTJcm=-sin(5兀。cm2,,=西$時(shí),x甲=73cosl15jcm=——cm,、乙=-sin

F71*」cm=—狀cm,兩彈簧形變量大小相等,彈力大小相等,則兩振子的回復(fù)力大小相

2

等,故D正確。故選D。

對(duì)點(diǎn)練1.(多選)如圖甲所示,懸掛在豎直方向上的彈簧振子,在C、。兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),

。點(diǎn)為平衡位置。振子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),以豎直向上為正方向,一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖像

如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是()

A.振子在O點(diǎn)受到的彈簧彈力等于小球的重力

B.振子在C點(diǎn)和。點(diǎn)的回復(fù)力相同

C.f=0.3s時(shí),振子的速度方向?yàn)樨Q直向上

D.t=0.75s到f=1.25s的時(shí)間內(nèi),振子通過(guò)的路程為(6一也)cm

答案:AC

解析:振子在。點(diǎn)受到的合力等于零,彈簧彈力與其自身重力平衡,故A正確;由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

的對(duì)稱性可知,振子在。點(diǎn)和。點(diǎn)的回復(fù)力大小相同、方向相反,故B錯(cuò)誤;由題圖乙可

知,/=0.3s時(shí),振子由。點(diǎn)向。點(diǎn)運(yùn)動(dòng),其速度方向?yàn)樨Q直向上,故C正確;由題圖乙可

知,f=0.75s到/=1.25s的時(shí)間內(nèi),振子通過(guò)的路程為s=2X(3—3sin45°)cm=(6—3A/2)cm,

故D錯(cuò)誤。故選AC。

對(duì)點(diǎn)練2.(多選)(2023?河南焦作統(tǒng)考)下端附著重物的粗細(xì)均勻的木棒,豎直浮在河面,在重

力和浮力作用下,沿豎直方向做頻率為1Hz的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng);與此同時(shí),木棒在水平方向上隨河

水做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖甲所示。以木棒所受浮力廠為縱軸,木棒水平位移x為橫軸建立直

角坐標(biāo)系,浮力尸隨水平位移x的變化如圖乙所示。已知河水密度為小木棒橫截面積為S,

重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是()

A.x從0.05m到0.15m的過(guò)程中,木棒的動(dòng)能先增大后減小

B.x從0.21m到0.25m的過(guò)程中,木棒加速度方向豎直向下,大小逐漸變小

C.x=0.35m和x=0.45m時(shí),木棒的速度大小相等、方向相反

D.木棒在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為五二理

22sg

答案:ABD

解析:由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,0.1m、0.3m,0.5m時(shí)木棒處于平衡位置,貝i]x從0.05m

到0.15m的過(guò)程中,木棒從平衡位置下方向上移動(dòng),經(jīng)平衡位置后到達(dá)平衡位置上方,速度

先增大后減小,所以動(dòng)能先增大后減小,A正確;x從0.21m到0.25m的過(guò)程中,木棒從平

衡位置上方靠近最大位移處向下運(yùn)動(dòng)(未到平衡位置),加速度豎直向下,大小減小,B正確;

x=0.35m和x=0.45m時(shí),由題圖乙知浮力大小相等,說(shuō)明木棒在同一位置,豎直方向速度

大小相等、方向相反,而兩時(shí)刻木棒水平方向速度相同,所以合速度大小相等、方向不相反,

C錯(cuò)誤;木棒底端處于水面下最大位移時(shí),F(xiàn)\=pgShx,木棒底端處于水面下最小位移時(shí),尸2

=pgShi,木棒在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅/=8二也="二單,D正確。故選ABD。

22pSg

學(xué)生用書(shū)第289頁(yè)

考點(diǎn)三單擺及其周期公式

113知識(shí)梳理》>

1.定義:用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛的小球裝置,細(xì)線的質(zhì)量與小球相比可以忽略,球的直徑與

線的長(zhǎng)度相比也可以忽略。(如圖所示)

2.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件:最大擺角6<5°。

3.回復(fù)力:F=mgsin_0o

4.周期公式:7=比\,。

(1)Z為等效擺長(zhǎng),表示從懸點(diǎn)到擺球重心的距離。

(2)g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?/p>

5.單擺的等時(shí)性:?jiǎn)螖[的振動(dòng)周期取決于擺長(zhǎng)/和重力加速度區(qū),與振幅和擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)。

【基礎(chǔ)知識(shí)判斷】

1.單擺在任何情況下的運(yùn)動(dòng)都是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。(X)

2.單擺的振動(dòng)周期由擺球的質(zhì)量和擺角共同決定。(義)

3.當(dāng)單擺的擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),回復(fù)力為零,但是所受合力不為零。(J)

4.擺鐘移到太空實(shí)驗(yàn)艙中可以繼續(xù)使用。(義)

113核心突破?>

1.單擺的受力特征

(1)回復(fù)力:擺球重力沿與擺線垂直方向的分力,F(xiàn)=-mgsme^-^x=-kx,負(fù)號(hào)表示回復(fù)

力廠與位移x的方向相反。

(2)向心力:細(xì)線的拉力和擺球重力沿細(xì)線方向分力的合力充當(dāng)向心力,F(xiàn)n^F-r—mgcos8.

(3)兩個(gè)特殊位置:

2

①當(dāng)擺球在最高點(diǎn)時(shí),F(xiàn)n=m—=0,FT=mgcos0O

22

②當(dāng)擺球在最低點(diǎn)時(shí),F(xiàn)n=m&,居最大,F(xiàn)T=mg+m—o

II

2.等效重力加速度的理解

(1)對(duì)于不同星球表面:g=零,”與R分別為星球的質(zhì)量與半徑。

(2)單擺處于超重或失重狀態(tài)時(shí):g?=g±ao

(3)重力場(chǎng)與勻強(qiáng)電場(chǎng)中:g^=外。

m

考向1單擺周期公式的應(yīng)用

例?"(多選)(2023?安徽安慶模擬)科技文化節(jié)中,“果殼”社團(tuán)做了如下一個(gè)沙擺實(shí)驗(yàn)。如圖

甲所示,薄木板被沿箭頭方向水平拉出的過(guò)程中,漏斗漏出的沙在板上形成的一段曲線如圖

乙所示,當(dāng)沙擺擺動(dòng)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)(記為第1次),當(dāng)它第20次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)測(cè)得所

需的時(shí)間為19s(忽略擺長(zhǎng)的變化),取當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=10m/s2,下列說(shuō)法中正確的是()

A.隨著沙子不斷漏出,沙擺擺動(dòng)的頻率將會(huì)增加

B.該沙擺的擺長(zhǎng)約為1m

C.由圖乙可知薄木板做的是勻加速運(yùn)動(dòng),且加速度大小約為7.5X10-3m/s2

D.當(dāng)圖乙中的C點(diǎn)通過(guò)沙擺正下方時(shí),薄木板的速率約為0.126m/s

答案:BD

解析:由單擺周期公式7=2兀、口,7=1,可知沙擺擺動(dòng)的周期、頻率與質(zhì)量無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤;

Ngf

由/=口7得T=2s,由單擺周期公式7=2??傻?=紇-1111,故B正確;由題圖乙

27g4於

中數(shù)據(jù)可知,木板在連續(xù)且相等的時(shí)間段內(nèi)的位移差恒定,為Ar=3.10cm,由勻變速直線運(yùn)

Ax

動(dòng)的規(guī)律可知木板做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度大小為飛…2,

C錯(cuò)誤;勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,有/=嗎=

T

(14.10+11.00)x10-2

----------------------------m/s心0.126m/s,故D正確。故選BD。

2

考向2單擺振動(dòng)圖像的應(yīng)用

例。"(多選)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中有甲、乙兩單擺,其振動(dòng)圖像為如圖所示的正弦曲線,則下列說(shuō)

法中正確的是()

學(xué)生用書(shū)第290頁(yè)

A.甲、乙兩單擺的擺球質(zhì)量之比是1:2

B.甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)之比是1:4

C.f=1.5s時(shí),兩擺球的加速度方向相同

D.3?4s內(nèi),兩擺球的勢(shì)能均減少

答案:BCD

解析:?jiǎn)螖[的周期和振幅與擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān),無(wú)法求出甲、乙兩單擺擺球的質(zhì)量關(guān)系,A錯(cuò)

誤;由題圖可知甲、乙兩單擺的周期之比為1:2,根據(jù)單擺的周期公式7=2兀;可知,周

期與擺長(zhǎng)的二次方根成正比,所以甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)之比是1:4,B正確;由加速度公式

可知,t=1.5s時(shí),兩擺球位移方向相同,所以它們的加速度方向相同,C正確;

mm

3?4s內(nèi),兩擺球均向平衡位置運(yùn)動(dòng),兩擺球的勢(shì)能均減少,D正確。

考向3類單擺問(wèn)題

例9y如圖所示,幾個(gè)擺長(zhǎng)相同的單擺,它們?cè)诓煌瑮l件下的周期分別為刀、不、73、北、

A、T6,關(guān)于周期大小關(guān)系的判斷,錯(cuò)誤的是()

g

~2

A.TI=T4B.T2=T3

C.T3=T6D.T5=T6

答案:D

解析:根據(jù)周期公式T=2兀:可知單擺的周期與振幅和擺球質(zhì)量無(wú)關(guān),與擺長(zhǎng)和等效重力

加速度有關(guān)。題圖甲中沿斜面的加速度為等效重力加速度,則gi=gsinO,所以周期外=2兀

;;題圖乙中擺球所受的庫(kù)侖力始終沿?cái)[線方向,回復(fù)力由重力沿圓弧切線

-------=2兀

gsin6

方向的分力提供,故擺球的等效重力加速度為g2=g,所以周期72=2兀f題圖丙中的周

期乃=2兀-;題圖丁中的等效重力加速度為g4=g—所以周期==

-;題圖戊中謹(jǐn)〉,所以周期

g5=g+g75=27t;題圖己中g(shù)6=g,所以周期北

gm

=2M」;故71=74>4=73=76>75,A、B、C正確,D錯(cuò)誤。故選D。

麗江急落

1.類單擺模型:物體的受力及運(yùn)動(dòng)符合單擺模型的裝置。例如:

(1)如圖甲所示,晶為豎直面內(nèi)的光滑圓弧,且晶《凡當(dāng)小球在命間運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)為類

單擺運(yùn)動(dòng),等效擺長(zhǎng)為R。

(2)如圖乙所示,用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在光滑斜面上的小球,做小角度擺動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)也是類

單擺運(yùn)動(dòng),等效重力加速度為g敕=gsin。。

HQ

2.類單擺問(wèn)題的解題方法

(1)確認(rèn)符合單擺模型的條件,即“類單擺”模型。

”或簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析求

⑵尋找等效擺長(zhǎng)/效及等效加速度g效,最后利用公式7=2兀

解問(wèn)題。

考點(diǎn)四受迫振動(dòng)和共振

113知識(shí)梳理》>

1.受迫振動(dòng)

(1)概念:系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)。

(2)特點(diǎn):物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后,物體振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,與物體的固有頻

率無(wú)關(guān)。

2.共振

(1)概念:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率時(shí),物體做受迫振動(dòng)的振幅達(dá)到最大值的現(xiàn)象。

0f0

(2)共振的條件:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率。

⑶共振的特征:共振時(shí)振幅最大。

(4)共振曲線(如圖所示)。

/=為時(shí),4=&,/與6差別越大,物體做受迫振動(dòng)的振幅越小。

考向1受迫振動(dòng)與共振的理解與應(yīng)用

例以N(多選X2023?河北秦皇島期末)如圖甲所示,在一條張緊的繩子上掛幾個(gè)擺,a、c擺的

擺長(zhǎng)相同且小于b擺的擺長(zhǎng)。當(dāng)a擺振動(dòng)的時(shí)候,通過(guò)張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力,

使其余各擺也振動(dòng)起來(lái)。圖乙是c擺穩(wěn)定以后的振動(dòng)圖像,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,

則()

學(xué)生用書(shū)第291頁(yè)

A.a、b、c單擺的固有周期關(guān)系為北=£<幾

B.b、c擺振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí),c擺振幅較大

C.由圖乙可知,此時(shí)b擺的周期大于加

D.c擺的擺長(zhǎng)為嗎

4兀2

答案:ABD

解析:由于a、c擺的擺長(zhǎng)相同且小于b擺的擺長(zhǎng),根據(jù)單擺的周期公式7=2??芍?,固

有周期關(guān)系為Ta=£〈Tb,故A正確;因?yàn)楸?£,所以c擺共振,達(dá)到穩(wěn)定時(shí),c擺振幅

較大,b擺的振幅較小,故B正確;受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,所以三個(gè)單擺的頻

率相同,周期相同,故b擺的周期等于如故C錯(cuò)誤;根據(jù)以上分析,可知c擺的周期為如

由7=2八/A解得/=叫,故D正確。故選ABD。

\lg4兀2

考向2共振曲線的應(yīng)用

例?"(多選)兩單擺分別在受迫振動(dòng)中的共振曲線如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是()

A.若兩擺的受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長(zhǎng)相同,則圖線I表示月球上單擺

的共振曲線

B.若兩擺的受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行,則兩擺擺長(zhǎng)之比〃:£?=25:4

C.若圖線H表示在地球上完成的,則該單擺擺長(zhǎng)約為1m

D.若擺長(zhǎng)均為1m,則圖線I表示在地球上完成的

答案:ABC

解析:題圖中振幅最大處對(duì)應(yīng)的頻率與做受迫振動(dòng)的單擺的固有頻率相等,由題圖可知,兩

擺的固有頻率為=0.2Hz,力i=0.5Hz。當(dāng)兩擺在月球和地球上分別做受迫振動(dòng)且擺長(zhǎng)相等時(shí),

根據(jù)關(guān)系式/=';可知,g越大,/越大,所以gu>gi,因?yàn)間地Ag月,因此可推知圖

2兀

線I表示月球上單擺的共振曲線,A正確;若兩擺在地球上同一地點(diǎn)做受迫振動(dòng),g相同,

則飛所以4=",B正確;%=0.5Hz,若圖線II表示在地球上完成的,根

5九0.5Ln4

據(jù)g=9.8m/s2,可計(jì)算出£n約為Im,C正確,D錯(cuò)誤。

課時(shí)測(cè)評(píng)62機(jī)械振動(dòng)饕空生

用書(shū)P475

(時(shí)間:45分鐘滿分:60分)

(本欄目?jī)?nèi)容,在學(xué)生用書(shū)中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂!)

(選擇題1?6題,每題3分,7?13題,每題6分,共60分)

,基礎(chǔ)鞏固練

1.(2024?河北邯鄲聯(lián)考)一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖甲所示,用K。和尸分別表示振子的

速度、加速度及所受的回復(fù)力,對(duì)乙圖中的下列判斷中正確的是()

A.圖(1)可能是R/圖像

B.圖(2)可能是/Y圖像

C.圖(3)可能是/Y圖像

D.圖(4)可能是aY圖像

答案:B

解析:由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特征尸=—質(zhì)可知,回復(fù)力的圖像與位移圖像的相位相反,則知題圖(1)不

可能為該物體的bY圖像,故A錯(cuò)誤;在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中,速度與位移是互余的關(guān)系,即位移為

零,速度最大;位移最大,速度為零,則知速度與位移圖像也互余,題圖(2)可能為該物體的

/Y圖像,故B正確,C錯(cuò)誤;由。=—"可知,加速度的圖像與位移圖像的相位相反,則知

m

題圖(4)不可能為該物體的aT圖像,故D錯(cuò)誤。故選B。

2.(2024?河南洛陽(yáng)模擬)如圖所示,勁度系數(shù)為左的豎直輕彈簧的下端固定在水平地面上,其

上端拴接一質(zhì)量為根的物體A,初始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),將另一與A完全相同的物體B

輕放在A上,之后兩物體在豎直方向上運(yùn)動(dòng),不計(jì)一切阻力,彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力

加速度為g,則彈簧最大的形變量為()

C.94mg

kk

答案:c

解析:初始時(shí),對(duì)A受力分析可知質(zhì)I=mg,將B放在A上后,速度為0,對(duì)系統(tǒng)根據(jù)牛頓

第二定律有2mg—fcn=2機(jī)°,當(dāng)兩物體運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn),速度為0時(shí),根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性

有62—2〃陪=2〃74,解得X2="'%,故選C。

3.一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),。為平衡位置。當(dāng)f=0時(shí)亥U,振子經(jīng)過(guò)。點(diǎn);f=0.4s時(shí),第一

次到達(dá)M點(diǎn);f=0.5s時(shí)振子第二次到達(dá)M點(diǎn)。則彈簧振子的周期可能為()

A.0.6sB.1.2sC.2.0sD.2.6s

答案:A

解析:作出示意圖如圖甲所示,若從。點(diǎn)開(kāi)始向右彈簧振子按下面路線振動(dòng),則振動(dòng)周期為

Ti=4Xs=1.8So

如圖乙所示,若從。點(diǎn)開(kāi)始向左彈簧振子按下面路線振動(dòng),Mi為"點(diǎn)關(guān)于平衡位置。的對(duì)

一(0.4—0.1)J以

稱位置,則振動(dòng)周期為約=4XL32Js=0.6s?B、C、D錯(cuò)誤,A正確。

4.(多選)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示,下列判斷中正確的是()

fx/(xlO-3m)

45j/(xl0-2s)

A.在f=4X10-2s時(shí),質(zhì)點(diǎn)速度達(dá)到最大值

B.振幅為2X10=m,頻率為25Hz

C.質(zhì)點(diǎn)在0?IXKF?s的時(shí)間內(nèi),其速度和加速度方向相同

D.該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方程為x=0.2cos(50兀。cm

答案:BCD

解析:在f=4Xl()—2s時(shí),質(zhì)點(diǎn)位于最大位移處,速度為0,A錯(cuò)誤;由題圖可以讀出振幅

為N=2X10Tm,周期7=4X10-2則/=3=25Hz,a>=2TT/=5Orerad/s,振動(dòng)方程為x=

0.2cos(50兀f)cm,故B、D正確;在0?1X10~2s時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的位移在減小,速度方向指

向平衡位置,加速度方向也指向平衡位置,故速度和加速度方向相同,故C正確。故選BCD。

5.(2023?安徽宿州一模)如圖甲所示,彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置,在光滑水平面上的/、B

兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。取水平向右為正方向,振子的位移x隨時(shí)間/的變化如圖乙所示,則

()

A.在1=0.2s時(shí),振子的加速度為負(fù)向最大

B.在f=0.6s時(shí),彈簧振子的彈性勢(shì)能最小

C.在t=0.4s和f=0.8s兩個(gè)時(shí)刻,振子的速度都為零

D.從f=0.2s至lh=0.4s時(shí)間內(nèi),振子做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)

答案:A

解析:由題圖乙可知,f=0.2s時(shí)位移正向最大,根據(jù)尸=—依知回復(fù)力負(fù)向最大,所以振子

的加速度為負(fù)向最大,故A正確;由題圖乙可知,在f=0.6s時(shí),彈簧振子的位移最大,則

彈簧的彈性勢(shì)能最大,故B錯(cuò)誤;x-f圖像的斜率表示速度,由題圖乙得,f=0.4s和f=0.8s

時(shí)圖像的斜率最大,速度最大,故C錯(cuò)誤;從/=0.2s至卜=0.4s時(shí)間內(nèi),振子的位移減小,

回復(fù)力減小,則加速度減小,加速度方向與速度方向相同,則速度增加,振子做加速度減小

的加速運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故選A。

6.(2024?四川成都模擬)蕩秋千是小孩最喜歡的娛樂(lè)項(xiàng)目之一,可簡(jiǎn)化為如圖甲所示情境。圖

甲中。點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn),現(xiàn)將擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至4點(diǎn),此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)。由

靜止釋放擺球,則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的/、C之間來(lái)回?cái)[動(dòng),其中8點(diǎn)為最低位置,ZAOB

=NCOB=a,a小于5。且大小未知,同時(shí)由連接到計(jì)算機(jī)的力傳感器得到了擺線對(duì)擺球的

拉力大小廠隨時(shí)間f變化的曲線,如圖乙所示(圖中所標(biāo)字母、重力加速度g均為已知量)。

不計(jì)空氣阻力。根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息,下列說(shuō)法正確的是()

A.該單擺的周期為

B.無(wú)法求出擺球振動(dòng)的擺長(zhǎng)

C.可以求得由A運(yùn)動(dòng)到。所用的時(shí)間(不考慮重復(fù)周期)為:

D.在a小于5°的情況下,a越大周期越大

答案:C

解析:小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),繩子的拉力最大,在一個(gè)周期內(nèi)兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn),由題圖乙可

知單擺的周期7=治故A錯(cuò)誤;由單擺的周期公式7=2仁口,可得擺球振動(dòng)的擺長(zhǎng)/=嗎,

Mg4兀2

故擺長(zhǎng)可以求出,故B錯(cuò)誤;由/運(yùn)動(dòng)到。所用的時(shí)間(不考慮重復(fù)周期)為周期的一半

故C正確;在a小于5。的情況下,周期不變,故D錯(cuò)誤。

7.甲、乙兩彈簧振子的振動(dòng)圖像如圖所示,由圖像可知()

0

5

0

5

-0

1

A.任一時(shí)刻兩振子的回復(fù)力方向都相同

B.甲、乙兩振子的振動(dòng)頻率之比為2:1

C.甲的加速度為零時(shí),乙的加速度也為零

D.甲的速度為零時(shí),乙的速度也為零

答案:C

解析:任一時(shí)刻兩振子的回復(fù)力方向可能相同,也可能相反,故A錯(cuò)誤;由題圖可知甲、乙

兩振子的振動(dòng)周期之比為2:1,根據(jù)/=;可知,甲、乙兩振子的振動(dòng)頻率之比為1:2,故B

錯(cuò)誤;處于平衡位置時(shí),加速度為零,故由題圖可知甲的加速度為零時(shí),乙的加速度也為零,

故C正確;甲的速度為零時(shí),乙的速度最大,故D錯(cuò)誤。

8.飛力士棒是德國(guó)物理治療師發(fā)明的一種康復(fù)器材,它由一根PVC軟桿、兩端的負(fù)重頭和

中間的握柄組成,棒的固有頻率為4.5Hz,如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.用力越大,棒振動(dòng)得越快

B.增大手驅(qū)動(dòng)的頻率,棒的振幅一定變大

C.增大手驅(qū)動(dòng)的頻率,棒的振動(dòng)頻率可能減小

D.雙手驅(qū)動(dòng)該棒每分鐘振動(dòng)270次,則棒的振幅最大

答案:D

解析:使用者用力大小影響的是振幅,與振動(dòng)快慢沒(méi)有關(guān)系,故A錯(cuò)誤;增大手驅(qū)動(dòng)的頻率,

飛力士棒振動(dòng)的頻率隨之增大,但是幅度不一定越來(lái)越大,故B、C錯(cuò)誤;雙手驅(qū)動(dòng)該飛力

士棒每分鐘振動(dòng)270次全振動(dòng),則驅(qū)動(dòng)力的頻率為/=肅Hz=4.5Hz,驅(qū)動(dòng)力的頻率與飛力

士棒的固有頻率相等,會(huì)產(chǎn)生共振,則棒的振幅最大,故D正確。故選D。

9.將一臺(tái)智能手機(jī)水平粘在秋千的座椅上,使手機(jī)邊緣與座椅邊緣平行(圖甲),讓秋千以小

擺角(小于5。)自由擺動(dòng),此時(shí)秋千可看作一個(gè)理想的單擺,擺長(zhǎng)為"從手機(jī)傳感器中得到

了其垂直手機(jī)平面方向的a1關(guān)系圖如圖乙所示。則以下說(shuō)法正確的是()

u甲乙

A.秋千從擺動(dòng)到停下的過(guò)程可看作受迫振動(dòng)

B.當(dāng)秋千擺至最低點(diǎn)時(shí),秋千對(duì)手機(jī)的支持力小于手機(jī)所受的重力

C.秋千擺動(dòng)的周期為叁一九

D.該地的重力加速度g=產(chǎn)二

彷一公2

答案:D

解析:秋千從擺動(dòng)到停下的過(guò)程受空氣阻力,振幅不斷減小,為阻尼振動(dòng),故A錯(cuò)誤;在最

展展

低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律尸N—mg=m—,可得秋千對(duì)手機(jī)的支持力EN=wg+冽一,可知秋千

LL

對(duì)手機(jī)的支持力大于手機(jī)所受的重力,故B錯(cuò)誤;秋千的周期為從最大振幅偏角到另外一最

大振幅偏角位置再回到初始位置所用的時(shí)間,所以兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn),有兩次向心加速度最大,

故周期為T=/3—故C錯(cuò)誤;根據(jù)單擺周期公式T=/3—可得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

4.2[,

g=;T,故D正確。故選D。

10.(多選)一單擺在地球表面做受迫振動(dòng),其共振曲線(振幅/與驅(qū)動(dòng)力的頻率/的關(guān)系)如圖

所示,貝!1()

A.此單擺的固有頻率為0.5Hz

B.此單擺的擺長(zhǎng)約為1m

C.若擺長(zhǎng)增大,單擺的固有頻率增大

D.若擺長(zhǎng)增大,共振曲線的峰將向右移動(dòng)

答案:AB

解析:由共振曲線可知,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率為0.5Hz時(shí)振幅最大,此時(shí)產(chǎn)生共振現(xiàn)象,故單擺的

固有頻率/=0.5Hz,A正確;單擺的周期為7=1=2s,根據(jù)單擺的周期公式可知7

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