专题8 题型各个击破&实验重点攻克(精讲册)-【实战高考】2026年高考物理总复习（山东专版）

讲解册 实战高考·物理 ⊙ 怎么考⊙人 题型各 题型一简谐运动的描述 题型解读 1.根据x=Asin(wt十o)找出振幅A和振动 周期T=2π 2.令t=0,找出初始时刻的位移x（x的正、 负要有明确表示)，并根据表达式判断此后 极短时间内位移的变化。选好标度，作出正 弦函数图像。 典例1一质点做简谐运动，其位移和时间的关 系如图所示。 ↑xlcm 2外--- t/10-2s) (1)求t=0.25×10-2s时质点的位移。 (2)在t=1.5×10-2s到t=2×10-2s的振动 过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能 如何变化？ (3)在t=0到t=8.5×10-2s时间内，质点的 路程、位移各为多大？ 解析：(1)由题图可知，振幅A=2cm,周期T =2X102s,则振动方程为x=Asin(ot-受) =-Acos wt=-2cos 100nt cm, 当t=0.25X10-2s时，可得x=一√2cm。 (2)由题图可知，在t=1.5×10-2s到t=2× 10-2s的振动过程中，质点的位移变大，回复 力变大，速度变小，动能变小，势能变大。 (3)在t=0到t=8.5×102s时间内，经历了 平个周期，质点的路程为5=17A=34cm,位 328 个击破 移为2cm。 )答案(1)-√2cm(2)变大变大变小 变小变大(3)34cm2cm 解题技巧(1)从简谐运动图像中找出振幅A 和凋期T,而圆顿率。一纤。根据=0时的位 移求出初相位p,即xo=Asin。 (2)根据三角函数的周期性，一般在[0,2π)区 间内求，再根据t=0后极短时间内位移的 变化排除m的2个可能解中的一个。把A、w、 g代入表达式x-Asin(wt十)即可。 题型二等效摆问题 题型解读 1.等效摆长'：摆动圆弧的圆心到摆球重心的 距离。 如图甲所示，双线摆在垂直于纸面的平面内 摆动，等效摆长'=r十Lcos a。乙图中小球 (可看作质点)在半径为R的光滑圆槽中的 A点附近振动，其等效摆长为'=R。 Lilllillliillliliinit R/ 777 A 甲 乙 2.等效重力加速度g':与单摆所处物理环 境有关。 (1)在不同星球表面，若忽略星球的自转，g -M,M为星球的质量，R为星球的半径。 (2)单摆处于超重或失重状态下的等效重力 加速度分别为g'=g十a和g'=g一a,a为 超重或失重时单摆系统整体竖直向上或竖 直向下的加速度大小。 (3)如图所示，空间有竖直向下的电场强度 大小为E的匀强电场，小球的质量为m、所 带电荷量为十q,细线绝缘，则等效重力加速 度g=g+gE m 典例2（多选）如图所示，在倾角为α的斜面顶 端固定一摆长为L的单摆，单摆在斜面上做小 角度摆动，摆球经过平衡位置时的速度为。 则下列说法正确的是( A单发在斜面上的用期T:2后 B.摆球经过平衡位置时受到的回复力大小 为0 C.若小球带正电，并加一沿斜面向下的匀强 电场，则单摆的周期将减小 D.若小球带正电，并加一沿斜面向下的匀强 电场，则单摆的周期将增大 解析：由题意可知，摆球在平衡位置时，等效重 力加速度为g'=gsin a。单摆在斜面上的周 期T-2=2g。A错：力大 小与偏离平衡位置的位移大小成正比，故摆球 O专题8机械振动与机械波 经过平衡位置时受到的回复力大小为0，B正 确；若小球带正电，并加一沿斜面向下的匀强 电场，摆球在平衡位置时，等效重力加速度为 g'=gsin a十gE,所以单摆在斜面上的周期了 m =2元/=2 gina+E,故周期将减小，C m 正确，D错误。故选B、C。 )答案BC 题型三波动图像和振动图像的综合 题型解读 1.辨别振动图像和波动图像的关键是看横轴 表示的是时间t还是距离x。 2.计算波速的两种思路 (1)速度。=名△x表示波向前传播的距 离，△t表示波传播△x所用的时间。 (2)波速与波长、频率（周期）的关系：v=λf =产，人、T由波源决定，0由波的性质和介 质决定。 典例3一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻 的波形图如图甲所示，此时质点P正沿y轴 负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波 的传播方向和波速分别是() y/cm 24 xlm 甲 y/cm 0.y0.20.3Q400.6ti 乙 329 讲解 实战高考·物理 A.沿x轴负方向，60m/s B.沿x轴正方向，60m/s C.沿x轴负方向，30m/s D.沿x轴正方向，30m/s 解析：由题图甲知，波长λ=24m,由题图乙知 周期T=0.4s。根据-会，解得0=60m/s, 故C、D错误；根据“同侧法”可知波的传播方 向沿x轴负方向，故A正确，B错误。 )答案A 解题技巧求解波动图像与振动图像综合类 问题可采用“一分、一看、二找”的方法 分清振动图像与波动图像。此问题 “一分” 最简单，只要看清横坐标即可，横 坐标为x则为波动图像，横坐标为： 则为振动图像 看清横、纵坐标的单位。尤其要注 “一看” 意单位前的数量级 找准波动图像对应的时刻 二找 找准振动图像对应的质点 题型四波的干涉中加强点和减弱点的判断 题型解读 1.图像法 在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加 强；振动减弱点始终减弱。两列相干波的波 峰与波峰（或波谷与波谷）相遇处是振动最 强的地方，若用一条平滑的线将以上加强点 连接起来，则这条平滑的线上的点都是加强 点；而波峰与波谷相遇处是振动最弱的地 方，把以上减弱点用一条平滑的线连接起 来，则这条平滑的线上的点都是减弱点。 330 强弱强弱强 、弱 波峰 2.公式法 (1)当两个相干波源的振动步调一致时，到 两个波源的距离之差△x=n以(n=0,1,2, …)处是加强区，△x=(2m十1)分(n=0,1, 2,…)处是减弱区。 (2)当两个相干波源的振动步调相反时，到 两个波源的距离之差△x=(2m十1)分(n= 0,1,2,…)处是加强区，△x=(n=0,1,2, …)处是减弱区。 典例4如图所示为两个相干波源S,、S2产生 的波在同一种均匀介质中相遇。图中实线表 示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd 的中点，则： (1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是 ,振动减弱的点是 (2)若两波源S和S2振幅相同，此时刻位移为 零的点是 (3)画出此时刻a、c、e连线上，以a为起点的 一列完整波形，标出e点。 解析：(1)a、e两点分别是波谷与波谷、波峰与 波峰相交的点，故此两点为振动加强点；C点 处在a、e连线上，且从运动的角度分析，a点 的振动形式恰沿该线传播，故C点是振动加强 点；同理，b、d是振动减弱点，f也是振动减 弱点。 (2)因为S1、S2振幅相同，振动最强区的振幅 为2A,最弱区的振幅为零，位移为零的，点是b、 c、d、f。 怎么学⊙人 实验9 用单摆测量重力加速度的大小 一、实验原理 当单摆的摆角较小时（不超过5），做简谐运 劲，运动周期T=2层山此可得g一兴 下2。 二、实验装置 铁架台 摆线 标记○摆球 三、实验过程 1.让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打 一个结，制成单摆。 2.把细线的另一端用铁夹固定在铁架台上，把 铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以 外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处作 上标记，如实验装置图所示。 3.用毫米刻度尺量出摆线长度'，用游标卡尺 测出摆球的直径d,则摆长1=(+号。 4.把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度 O专题8机械振动与机械波 (3)题图中对应时刻a点在两波谷的交点上， 同理，点在波峰处，所对应的波形如图所示。 )答案(1)a、c、eb、d、f(2)b、c、d、f(3)见 解析图 点攻克 (不超过5)，然后放开金属小球，让金属小 球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30~ 50次全振动所用的时间t,计算出金属小球 完成一次全振动所用的时间，这个时间就是 单摆的振动周期，即T=卡(N为全振动的 次数)。 5.利用公式g一坏计算当地的重力加速度。 6.改变摆长，多做几次实验，计算出每次实验 的重力加速度，再求出它们的平均值，该平 均值即为当地的重力加速度。 四、数据处理 1.公式法：测出30~50次全振动的时间t,利 用T-{求出周期；不改变摆长，反复测量 三次，算出三次测得的周期的平均值，然后 代人公式g=琴求重力加速度。 2图像法：由单摆周期公式可得1一4是T,因 此，分别测出一系列摆长1对应的周期T, 作-T图像，图像应是一条过原点的直线， 求出图线的斜率及=兰，即可利用g=4 331 讲解 实战高考·物理 k求得重力加速度，如图所示。 47 79 五、注意事项 1.构成单摆的条件：细线的质量要小、弹性要 小，选用体积小、密度大的小球，摆角不超 过5°。 2.摆球摆动时，要使其保持在同一个竖直平面 内，不要形成圆锥摆。 3.要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆 锥摆，方法是将摆球拉到一定位置后由静止 释放。 4.测周期的方法 (1)要从摆球经过平衡位置时开始计时。因 为此处速度大、计时误差小，而摆球在最高 点时速度小、计时误差大。 (2)要测多次全振动的时间来计算周期。如 在摆球过平衡位置时开始计时，且在数“零” 的同时按下秒表，以后每当摆球从同一方向 通过平衡位置时计数1次。 5.本实验可以采用图像法来处理数据。即用 纵轴表示摆长1，用横轴表示T。 六、误差分析 1.系统误差的主要来源：悬点不固定，摆球、摆 线不符合要求，振动是圆锥摆而不是在同一 竖直平面内的振动等。 332 2.偶然误差主要来自时间与摆长的测量，因 此，要从摆球通过平衡位置时开始计时，不 能多计或漏计振动次数。 七、改进方案 1.如图甲所示，利用记录仪和光敏电阻测量。 摆球在垂直纸面的平面内摆动，使用该装置 自动记录振动次数，该仪器显示的光敏电阻 阻值R随时间t的变化图线如图乙所示，则 该单摆的振动周期为2to。 光敏 激光 接自动 电阻 光源 记录仪 甲 R △t △t △t t +to t+2t。t 乙 2.如图甲、乙所示，使用力传感器显示绳子拉 力大小，根据拉力变化的周期性，可以测出 单摆周期，进而得到重力加速度大小。 力传感器 FN M 。3t。5t。t 甲 乙