共通テスト直前対策2022 第14回 単振動

火曜日, 1月 03, 2023

共通テスト 高3 高校物理 単振動

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 周期の公式を覚えるだけでは解けない問題も多いので,ばね振り子単振り子やのような代表的な問題で,運動方程式$-m\omega^2 x=-Kx$を立てて単振動を考える方法を確認しておきましょう.$K$がどのような形で表されるかが重要です.万有引力浮力などによる単振動も同様に$-Kx$と表されるので,$-Kx$と表すことを目標に運動方程式を立ててください.

 単振動は等速円運動の正射影なので,ある位置での速度や加速度,ある区間から別の区間までに要する時間などを求めるときは,円を描いて考えると分かりやすいことが多いです.特に単振動の中心から変位が$\frac{1}{2}$の点までに要する時間と,変位が$\frac{1}{2}$の点から変位が最大の点までに要する時間は等しくないので間違えないようにしましょう.

 単振動の位置速度・加速度を表す式を選択する問題の出題も予想されます.初期位相に気をつけましょう.

 鉛直方向の力のつりあいから,鉛直方向の単振動を考えるような問題も演習しておきましょう.また,単振動する物体の力学的エネルギーを問う問題も頻出です.力学的エネルギー保存則に注目してください.

 ゴムによる単振動は注意が必要です.鉛直投げ上げと組み合わせたような問題も,共通テストの問題集には集録されていることが多いので復習しましょう.

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 自信のない人は,これまで解いた記述問題などを復習するといいと思います.これまでに間違えたポイントを整理することも有効です.

2021年度共通テスト追試第4問正解:2つのばねによる単振動.問題文をきちんと読めば決して難しくはない問題です.問2は「かつ,または」に注意しましょう.問3は力の向きと $x$ の正負を考えましょう.問4は周期を読み取れればO.K.です.単振動の速さの最大値は $v_{max}=A\omega^2$ です.円運動の正射影であることを思いだしてください.問5では,摩擦があると,摩擦力の仕事により $v_{Max}$ が小さくなることに気付きましょう.





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