第一篇 大单元设计一 专题5 振动和波-2025版高考物理二轮复习.pdf

专题5振动和波

考向一机械振动及力学问题

角度1简谐运动的规律

两条规律

(1)位移规律:xAsin(ωt+φ)。

0

(2)路程规律:求路程时,首先应明确振动过程经过了几个整数周期,若经过n次全

振动,路程应为4nA。再具体分析最后不到一周期时间内的路程,两部分相加即为

总路程。

【典题例析】

[典例1](2024·河北选择考)如图,一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动,

[1]

轻杆一端固定在电动机的转轴上,另一端悬挂一紫外光笔,转动时紫外光始终竖

[2]

直投射至水平铺开的感光纸上,沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸,感光纸上

[3]

就画出了描述光点振动的x-t图像。已知轻杆在竖直面内长0.1m,电动机转速

为12r/min。该振动的圆频率和光点在12.5s内通过的路程分别为()

A.0.2rad/s,1.0mB.0.2rad/s,1.25m

C.1.26rad/s,1.0mD.1.26rad/s,1.25m

【题眼破译】

[1]轻杆、电动机、紫外光笔角速度相同。

-1-

[2]光始终竖直向下照到感光纸上。

[3]光点做简谐运动。

[模型构建]

【解析】选C。轻杆固定在电动机上,与电动机同轴转动,紫外光振动的圆频率等

于电动机转动的频率,电动机的转速为n12r/min0.2r/s,因此角频率

ω2πn0.4π≈1.26rad/s,振动周期为T15s,简谐振动的振幅即为轻杆的长

度,A0.1m,光点在12.5s内通过的路程为s12.5×4A1m,C正确。

5

【模型图解】

模型结论

(1)“沙线”上每处堆积的细沙厚度不相同,

沙漏摆动时,通过平衡位置时速度最大,通

过两侧端点时速度最小,沙漏摆动的速度

小时堆积的细沙多,沙漏摆动速度大时堆

积的细沙少。

s

图甲由一根较长的细线和较小的(2)沙漏的摆动周期T。

2v

沙漏组成。当沙漏摆动时,漏斗中的(3)图中的曲线不是沙漏的运动轨迹,也不

细沙均匀流出,匀速拉动沙漏正下是细沙的运动轨迹,是沙粒先后落到木板

方的木板,漏出的细沙在板上会形上留下的痕迹。

-2-

成一条如图乙所示的“沙线”(4)沙漏的摆长lgT2

4

角度2简谐运动的两种模型

种类弹簧振子、单摆

特征