2027版高考物理总复习第八章　机械振动　机械波

第八章机械振动机械波

第1节机械振动

弹簧振子简谐运动T2、4、5、8、9单摆T1、3、7受迫振动共振T6

五年高考

1.★★(2024甘肃,5,4分)如图为某单摆的振动图像,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是()

A.摆长为1.6m,起始时刻速度最大

B.摆长为2.5m,起始时刻速度为零

C.摆长为1.6m,A、C点的速度相同

D.摆长为2.5m,A、B点的速度相同

1.答案C

2.★★★(2024河北,6,4分)如图,一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动,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

2.答案C

3.★★★(2025四川,5,4分)如图所示,甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,从左

至右摆长依次增加,小球静止在纸面所示竖直平面内。将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度,由静止同时

释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时,小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点,

同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点。则()

A.小球甲第一次回到释放位置时,小球丙加速度为零

B.小球丁第一次回到平衡位置时,小球乙动能为零

C.小球甲、乙的振动周期之比为3∶4

D.小球丙、丁的摆长之比为1∶2

3.答案C

4.★★★(多选)(2025湖北,9,4分)质量均为m的小球a和b由劲度系数为k的轻质弹簧连接,小球a由不

可伸长的细线悬挂在O点,系统处于静止状态,如图所示。将小球b竖直下拉长度l后由静止释放。重力加

速度大小为g,忽略空气阻力,弹簧始终在弹性限度内。释放小球b后()

A.小球a可能会运动

B.若小球b做简谐运动,则其振幅为

�

C.当且仅当l≤时,小球b才能始2终做简谐运动

𝑚

D.当且仅当l≤�时,小球b才能始终做简谐运动

2𝑚

4.答案AD�

5.★★★(多选)(2023山东,10,4分)如图所示,沿水平方向做简谐运动的质点,依次通过相距L的A、B两

点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半,B点位移大小是A点的倍,质点经过A点时开始计时,t

时刻第二次经过B点,该振动的振幅和周期可能是()3

A.,3tB.,4t

2�2�

3-13-1

C.,tD.,t

2�122�12

5.答3案+1B5C3+17

三年模拟

6.★★(2026届湖北腾云联盟开学考)某款风铃由不同长度的金属管组成,当微风吹过时,金属管会振动发出

清脆悦耳的声音。关于此现象,下列说法正确的是()

A.金属管的振动频率等于风力频率

B.风力频率越高,金属管振动幅度越大

C.各金属管固有频率相同,振动周期相等

D.金属管做受迫振动时,无回复力作用

6.答案A

7.★★(2026届河北秦皇岛一中月考)一摆长为99.5cm的单摆悬点不动时,振动图像如图中实线所示,若

把悬点固定在竖直运动的某电梯中,振动图像如图中虚线所示。取π2=9.87,下列说法正确的是()

A.电梯向上做匀加速运动

B.电梯向下做匀减速运动

C.电梯的加速度大小约为1.95m/s2

D.电梯的加速度大小约为1.85m/s2

7.答案D

8.★★★(2026届安徽安庆一中开学考)如图甲所示,将一轻弹簧与小球组成弹簧振子竖直悬挂,上端装有

记录弹力的拉力传感器。当振子在竖直方向上下振动时,弹力随时间的变化规律如图乙所示。已知重力加

速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是()

A.小球的质量为2kg,振动的周期为4s

B.0~2s内,小球受弹力的冲量大小为20N·s

C.0~2s内和2~4s内,小球受弹力的冲量方向相反

D.0~4s内,回复力对小球的冲量大小为40N·s

8.答案B

9.★★★(2025届河北昌黎一中模拟)2024年央视春晚西安分会场高空水袖舞表演梦幻浪漫,将万千观众带

入了盛世长安。光影交错的舞台上,舞者长袖轻扬。如果某段时间里水袖波形可视为简谐波,如图所示为舞

者表演过程中水袖上的一质点做简谐运动的位移随时间变化的图线,则下列关于质点的运动描述正确的是

()

A.质点振动的周期为0.8s

B.该质点的振动方程为y=10sincm

5ππ

t-

C.0.6s时质点沿y轴正方向运动,速3度正6在增大

D.0.8s时质点的加速度沿正方向且最大

9.答案D

创新风向·模块融合

运用简谐运动规律分析涉及弹簧的碰撞问题

(2025届湖北多校模拟)如图所示,足够长的竖直光滑管内有一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧下端固定于地面,

上端与一质量为m的小球A接触但不相连,小球A静止时所在位置为O。另一质量为3m的小球B从距离

O点高的P点由静止开始下落,与A发生碰撞后粘在一起开始向下运动。两球均可视为质点,运动过

32mg

9k

2

程中弹簧始终在弹性限度内,已知sin37°=0.6,弹簧形变量为x时弹性势能为Ep=kx,弹簧振子做简谐运

1

2

动的周期为T=2π,重力加速度为g。则()

m

k

A.B与A碰撞后瞬间一起向下运动的速度大小为2g

m

B.B与A碰撞后瞬间一起向下运动的加速度大小为k

g

C.小球A被碰后向下运动,到O点的最大距离为4

17mg

k

D.小球A从开始向下运动到第一次运动到最高点所用的时间为

3(�+1)m

答案A2k

第2节机械波

机械波的形成波的图像T2、4、7波传播的周期性和多解性问题T8、9

波的干涉、衍射多普勒效应T1、3、5、6

五年高考

1.★(2025广东,1,4分)关于受迫振动和多普勒效应,下列说法正确的是()

A.系统的固有频率与驱动力频率有关

B.只要驱动力足够大,共振就能发生

C.应用多普勒效应可以测量车辆的速度

D.观察者与波源相互远离时,接收到的波的频率比波源的频率大

1.答案C

2.★★(2024湖南,2,4分)如图,健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向左呈

现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6m,t0时刻A点位于波

谷,B点位于波峰,两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是()

A.波长为3m

B.波速为12m/s

C.t0+0.25s时刻,B点速度为0

D.t0+0.50s时刻,A点速度为0

2.答案D

3.★★★(2025黑吉辽蒙,5,4分)平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源,在均匀介质中产

生两列波。若波峰用实线表示,波谷用虚线表示,P点位于其最大正位移处,曲线ab上的所有点均为振动减

弱点,则下列图中可能满足以上描述的是()

3.答案C

4.★★★(2025云南,7,4分)如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。t=0时刻,波源开始

振动产生简谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的

平衡位置。t=1.5s和t=2.5s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示,则()

A.波速为2.5m/s

B.波源的平衡位置距离P点1.5m

C.t=1.0s时,波源处于平衡位置且向下运动

D.t=5.5s时,平衡位置在P、Q处的两质点位移相同

4.答案D

5.★★★(2023湖南,3,4分)如图(a),在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线

上,AC=BC=4m,DC=3m,DC垂直AB。t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振

动图像均如图(b)所示,振动方向与平面ABD垂直,已知波长为4m。下列说法正确的是()

A.这三列波的波速均为2m/s

B.t=2s时,D处的质点开始振动

C.t=4.5s时,D处的质点向y轴负方向运动

D.t=6s时,D处的质点与平衡位置的距离是6cm

5.答案C

三年模拟

6.★★(2026届湖南常德开学考)如图所示,沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦

曲线,其波速为100m/s,下列说法正确的是()

A.从图示时刻开始,质点a的加速度将增大

B.从图示时刻开始,经过0.01s,质点a通过的路程为0.2m

C.若此波遇到另一列波能发生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为50Hz

D.若该波传播过程中遇到宽约4m的障碍物,不会发生明显的衍射现象

6.答案B

7.★★(2025届宁夏吴忠盐池二模)某简谐波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,M、N是平衡位置在x轴

上的两质点,t=0时刻位于坐标原点的波源开始振动。t=0.4s时,波刚好传到质点M处,波源正好处在最大

位移处,此时波形如图所示。下列说法正确的是()

A.波源开始振动方向沿y轴负方向

B.t=1.4s时,质点N开始振动

C.这列波的波速大小为10m/s

D.当N点开始振动时,质点M运动的总路程为cm

52

7.答案B15-2

8.★★★(多选)(2025届甘肃部分学校模拟)如图甲所示,一列简谐横波沿水平方向传播,a、b为介质中相

距30m的两个质点,某时刻a、b两质点正好都经过平衡位置,且a、b间只有一个波峰。已知这列波波源

做简谐运动的图像如图乙所示,则下列说法正确的是()

A.波源的振动方程为x=2sint(cm)

B.0~40s内波源处质点运动的路π程为40cm

2

C.该简谐横波传播速度的大小可能为7.5m/s

D.该简谐横波传播速度的大小有四个可能值

8.答案AC

9.★★★(2025届山东临沂临沭三模)如图甲所示,太空舱中弹簧振子沿轴线AB自由振动,一垂直于AB的

弹性长绳与振子相连,沿绳方向为x轴,沿弹簧轴线方向为y轴,弹簧振子振动后,某时刻记为t=0时刻,振

子的位移y随时间t变化的关系式为y=-0.1sinm,绳上产生一列沿x轴传播的简谐横波,如图乙

2π

�t

所示,实线为t0时刻绳的波形,虚线为t0+0.2s时刻绳的波形,P为绳上平衡位置在x=4m处的质点。求:

(1)绳波的传播速度;

(2)在t0+1.0s时刻,质点P所处位置的坐标。

9.答案(1)(20n+5)m/s(n=0,1,2,…)(2)(4m,-0.1m)

解析(1)【．关．键．:．利．用．v．=．或．v．=．计．算．波．的．传．播．速．度．】．

�Δ�

解法一由题图乙可得λ�=4mΔ�

由振子振动情况可得0.2s=T(n=0,1,2,…)

1

4+n

联立可得,绳波的传播速度v==(20n+5)m/s(n=0,1,2,…)。

�

�

解法二由t0到t0+0.2s波传播的距离Δx=λ=(4n+1)m(n=0,1,2,…)

1

�+4

则波速v==m/s=(20n+5)m/s(n=0,1,2,…)。

Δ�4�+1

Δ�0.2

(2)根据0.2s=T(n=0,1,2,…)

1

�+4

可得T=s(n=0,1,2,…)

0.8

由于1.04�s+-10.2s=0.8s=(4n+1)T(n=0,1,2,…)

可得t0+1.0s时刻,质点P位于波谷处,故质点P所处位置的坐标为(4m,-0.1m)。

创新风向·数理结合

运用正弦函数方程解决波的叠加问题

(多选)(2025届浙江金华义乌三模)两列简谐横波a、b在同一介质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5

m/s,在t=0时刻两列波的波峰正好在x=2.5m处重合,如图所示。下列说法正确的是()

A.a、b能在x轴上形成稳定干涉图像

B.在x=(2.5±20k)m(k=0,1,2,…)处波峰都重合

C.x轴上不存在波谷与波谷重合处

D.t=0时,b波引起x=-0.5m处质点的振动方程为y=5sinm

5

答案BC4�t+�

微专题14波的图像和振动图像的综合应用

题组1已知两质点的振动图像

1.★★(2023海南,4,3分)如图所示分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图

像,下列说法正确的是()

A.该波的周期是5sB.该波的波速是3m/s

C.4s时P质点向上振动D.4s时Q质点向上振动

1.答案C

2.★★★(多选)(2026届广东湛江期中)位于坐标原点的波源产生的一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正

方向传播,已知图甲为波源的振动图像,图乙为平衡位置位于x1=2m处质点的振动图像。下列说法正确的

是()

A.0~1s内,波源运动的路程为1m

B.t=0.5s时波源正从平衡位置向y轴正方向运动

C.如果波长大于2m,则波速一定为m/s

20

D.波源位于平衡位置时,平衡位置在3x1=2m处的质点一定处于波谷

2.答案AC

3.★★★(2025届湖南师大附中一模)在平面直角坐标系中x轴上有一波源,产生的简谐波沿x轴传播,A、

B是平衡位置在x轴上的两个质点,从质点A第一次达到波峰开始计时,A、B两质点的振动图像分别如图

甲、乙所示,已知A、B平衡位置间距离为2m,且满足B点在A点的右侧,已知A点的横坐标为x=1m,该简

谐波的波长λ大于A、B间距,t=0时波源位于平衡位置,波源起振方向竖直向上。

(1)求该简谐波的波速;

(2)若波源在坐标原点处,求坐标轴上x>0的各点的波动方程(x轴上各质点偏离平衡位置的位移y与x、t

的关系)。

3.答案(1)2m/s或m/s(2)y=2cos(cm)

2π�-1

解析(1)由题振动图3像可知,该简谐波的2周期�-T2=4s;A、B间波形情况如下:

①当波源在A的左侧时,t=0时刻A、B间的波形图如图1所示

图1

可得xAB=λ1=2m,求得λ1=8m,

1

4

波速v1==2m/s;

�1

②当波源�在B的右侧时,t=0时刻A、B间的波形图如图2所示

可得xAB=λ2=2m,求得λ2=m,

38

43

波速v2==m/s;

�22

③当波源�在3A、B之间时,t=0时刻A、B间的波形图如图3所示

可得xAB=λ3=2m,求得λ3=m,

38

43

波速v3==m/s。

�32

�3

(2)当波源在坐标原点时,由题图甲可得A点的振动方程为

yA=Acost=2cost(cm);

2ππ

�2

则坐标轴上x>0的各点的波动方程为y=Acos=2cos(cm)【．点．拨．:．坐．标．为．x．的．质．点．,．

2π�-�𝐴π�-1

��-�2�-2

相．比．A．点．滞．后．Δ．t．=．】．。

�-�𝐴

题组2已知�两时刻的波的图像

1.★★(2025海南,5,3分)如图所示,实线和虚线分别是沿着x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻和

t=0.5s的波形图,已知波的周期T>0.5s,则下列关于该列波说法正确的是()

A.波长为5cm

B.波速为10cm/s

C.周期为1s

D.t=0时刻,质点M向下振动

1.答案D

2.★★★(多选)(2025届山西晋城三模)一列简谐横波沿x轴方向传播,平衡位置在x=0处质点的振动图像

如图甲所示,t0时刻的部分波形图如图乙所示,2t0时刻的部分波形图如图丙所示,已知t0小于该简谐横波的

周期,下列说法正确的是()

A.该简谐横波可能沿x轴负方向传播

B.该简谐横波的传播速度为7.5m/s

C.质点P平衡位置的横坐标为3.5m

D.t0~2t0时间内质点P通过的路程为cm

2

2.答案BC4

题组3已知某质点的振动图像和某时刻的波的图像

1.★★(2025届安徽合肥模拟)图甲为一列简谐波在t=0.1s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1m处的质

点,Q是平衡位置为x=4m处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则()

A.该简谐波沿x轴正方向传播

B.在t=0.25s时,质点P的速度方向沿y轴正方向

C.质点Q做简谐运动的表达式为y=10sinπt(cm)

D.从t=0.1s到t=0.2s,该波沿x轴正方向传播了4m

1.答案B

2.★★(多选)(2026届河北沧州四校联考期中)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻刚好传到Q

点,波形如图甲所示,P、Q、S是平衡位置分别为xP=2m、xQ=6m、xS=12m的质点,图乙是P、Q中某个质点

的振动图像。下列说法正确的是()

A.波的传播速度大小为2m/s

B.图乙是质点Q的振动图像

C.3~4s内质点P的加速度沿y轴负方向且逐渐减小

D.t=12s时,质点S的位置坐标为(12m,-3cm)

2.答案AC

3.★★★(2025届江西吉安白鹭洲中学适应考)一列简谐横波沿x轴传播,在t=0时的波形如图甲所示,M、

N、Q是介质中的三个质点,已知图乙为M、N、Q中某个质点的振动图像,下列说法正确的是()

A.该波可能沿x轴负方向传播

B.该波的波速大小为10m/s

C.0~5s内质点N通过的路程为0.85m

D.从t=0时刻开始,质点N比Q早0.5s回到平衡位置

3.答案C

4.★★★(多选)(2024重庆,10,5分)一列沿x轴传播的简谐波,在某时刻的波形图如图甲所示,一平衡位置

与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示,若该波的波长大于3米。则()

A.最小波长为m

10

3

B.频率为Hz

5

12

C.最大波速为m/s

15

4

D.从该时刻开始2s内该质点运动的路程为cm

3

4.答案BD4-2

5.★★★(多选)(2025届广西壮族自治区来宾高级中学模拟)一列简谐横波沿x轴传播,图甲为该波在t=0

时刻的波形图,其中质点M的位置坐标为(0,-4cm),质点N的位置坐标为(12m,4cm)。图乙为质点M的振

动图像,t=5s时,质点M到达平衡位置。下列说法正确的是()

A.该波沿x轴正方向传播

B.该波的传播速度大小为2m/s

C.0~3s时间内,质点N运动的路程为8cm

D.质点N的位移与时间的关系式为y=8sincm

ππ

5.答案BD6t+6

微专题15简谐运动在力学中的综合应用

1.★★★(多选)(2025届湖南模拟)如图所示,水平地面上固定一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧上端叠放着

质量分别为2m和m的物块A、B,物块B与弹簧拴接。某同学用竖直向下的力F压在A上,使整个系统静

止。现突然撤去作用力F,观察A、B的运动情况并进行推理分析(A、B都在竖直方向运动,重力加速度为

g,不考虑空气阻力)。下列说法正确的是()

A.当F>3mg,A、B上升过程就一定会分离

B.若A、B可以分离,A、B分离瞬间,A、B速度均小于最大速度,弹簧弹力为0

C.若A、B可以分离,A、B分离后,A的速度先减为0

D.若A、B可以分离,A向下运动与B相碰后相对静止,后面的运动中,弹簧还能被压缩到初始位置

1.答案AB

2.★★★(多选)(2025河北,9,6分)如图,截面为等腰三角形的光滑斜面体固定在水平地面上,两个相同的

小物块通过不可伸长的细绳跨过顶端的轻质定滑轮,静止在斜面体两侧,细绳与斜面平行。此外,两物块分

别用相同的轻质弹簧与斜面体底端相连,且弹簧均处于原长。将左侧小物块沿斜面缓慢拉下一小段距离,然

后松开。弹簧始终在弹性限度内,斜面倾角为θ,不计摩擦和空气阻力。在两物块运动过程中,下列说法正

确的是()

A.左侧小物块沿斜面做简谐运动

B.细绳的拉力随左侧小物块加速度的增大而增大

C.右侧小物块在最高位置的加速度与其在最低位置的加速度大小相等

D.若θ增大,则右侧小物块从最低位置运动到最高位置所用的时间变长

2.答案AC

3.★★★(2025届内蒙古包头三模)反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用带电粒子在电场中的振荡

来产生微波,振荡原理可以理解为:如图所示,以O为原点建立x轴,x<0区域有匀强电场沿x轴负方向,其

电场强度E1=4V/m,x>0区域有非匀强电场,其方向如图所示,其电场强度大小E2=4x(V/m),一带负电粒子质

-6-5

量为2×10kg,电荷量的绝对值为1×10C,从x1=-40cm处P点由静止释放,粒子仅在静电力作用下在x

轴上往返运动。已知质点做简谐运动的周期T=2π(m为质点质量,k为振动系数),设原点O处电势为

�

零。下列说法正确的是()�

A.粒子的最大速度为3m/s

B.粒子运动到原点O右侧的最低电势为-1.5V

C.粒子运动的周期为s

4+5π

10

D.粒子向右运动的过程中到O点的最远距离为m

5

3.答案C5

4.★★★★(多选)(2025陕晋青宁,10,6分)如图,与水平面成53°夹角且固定于O、M两点的硬直杆上套

着一质量为1kg的滑块,弹性轻绳一端固定于O点,另一端跨过固定在Q处的光滑定滑轮与位于直杆上P

点的滑块拴接,弹性轻绳原长为OQ,PQ为1.6m且垂直于OM。现将滑块无初速释放,假设最大静摩擦力与

滑动摩擦力相等。滑块与杆之间的动摩擦因数为0.16,弹性轻绳上弹力F的大小与其伸长量x满足

F=kx,k=10N/m,g取10m/s2,sin53°=0.8。则滑块()

A.与杆之间的滑动摩擦力大小始终为1.6N

B.下滑与上滑过程中所受滑动摩擦力的冲量相同

C.从释放到静止的位移大小为0.64m

D.从释放到静止克服滑动摩擦力做功为2.56J

4.答案AC

实验9用单摆测量重力加速度

1.(2023河北,11,8分)某实验小组利用图1装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点,下端悬挂一小钢

球,通过光电门传感器采集摆动周期。

图1

(1)关于本实验,下列说法正确的是。(多选)

A.小钢球摆动平面应与光电门U形平面垂直

B.应在小钢球自然下垂时测量摆线长度

C.小钢球可以换成较轻的橡胶球

D.应无初速度、小摆角释放小钢球

(2)组装好装置,用毫米刻度尺测量摆线长度L,用螺旋测微器测量小钢球直径d。螺旋测微器示数如图2,小

钢球直径d=mm,记摆长l=L+。

d

2

(3)多次改变摆线长度,在小摆角下测得2不同摆长l对应的小钢球摆动周期T,并作出l-T图像,如图3。

根据图线斜率可计算重力加速度g=m/s2(保留3位有效数字,π2取9.87)。

(4)若将摆线长度误认为摆长,仍用上述图像法处理数据,得到的重力加速度值将(填“偏大”“偏

小”或“不变”)。

1.答案(1)ABD(2)20.035(3)9.87(4)不变

解析(1)使用光电门测量时,光电门U形平面与被测物体经过光电门时的运动方向垂直是光电门使用的基

本要求,A正确;测量摆线长度时,要保证摆线处于伸直状态,B正确;单摆是一个理想化模型,若采用质量较

轻的橡胶球,空气阻力对摆球运动的影响较大,C错误;无初速度、小摆角释放是为了保持摆球在竖直平面

内运动,不形成圆锥摆,且单摆只有在摆角很小的情况下才可视为做简谐运动,使用T=2π计算单摆的周

l

期,D正确。g

(2)小钢球直径d=20mm+3.5×0.01mm=20.035mm。

(3)由单摆周期公式T=2π,整理得l=T2,由题图3知图线的斜率k==m/s2,解得g=9.87

lgg1.1-0.6

22

m/s2。g4�4�4.4-2.4

(4)若将摆线长度L误认为摆长l,则有T=2π,即得到的图线函数表达式为L=-,仍用上述图像法

d2

L+2gTd

2

g4�2

处理数据,图线斜率不变,仍为,故得到的重力加速度值不变。

g

2

2.(2024湖北,12,9分)某同学4设�计了一个测量重力加速度大小g的实验方案,所用器材有:2g砝码若干、

托盘1个、轻质弹簧1根、刻度尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。

具体步骤如下:

①将弹簧竖直悬挂在固定支架上,弹簧下面挂上装有遮光片的托盘,在托盘内放入一个砝码,如图(a)所示。

②用刻度尺测量平衡时弹簧的长度l,并安装光电门。

③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放,使其在竖直方向振动。

④用数字计时器记录30次全振动所用时间t。

⑤逐次增加托盘内砝码的数量,重复②③④的操作。

该同学将振动系统理想化为弹簧振子。已知弹簧振子的振动周期