机械振动测试
第三章 机械振动与机械波自我测试题
第三章 机械振动与机械波自我测试题一、选择题1、谐振动是一种什么样的运动？A 匀加速运动；B 匀减速运动；C 匀速运动；D 变加速运动。
2、下列振动中，哪个不是谐振动？A 弹簧振子的振动；B 当摆角不大(<50)时的单摆的振动；C 位移方程满足x=sin(ωt+φ)的振动；D 拍皮球时皮球的振动。
3、一质点作上下方向的谐振动，设向上为正方向。
当质点在平衡位置开始向上振动，则初位相为：A 0；B 2π；C 2π-；D 3π 4、当一物体系在一弹簧上作振动，振幅为A ，无阻尼，则：A 当位移是±A ，它的动能最大；B 在运动过程中它的总机械能有改变；C 在任一时刻其势能不变；D 当位移为零时它的势能为最小。
5、有一质量为4kg 的物体，连在一弹簧上，在垂直方向作简谐振动，振幅是1米。
当物体上升到最高点时为自然长度。
那么物体在最高点时的弹性势能、动能、重力势能之和为：(设弹簧伸到最长时重力势能为零，并取g= l0m/s 2)A 60J ；B 40J ；C 20J ；D 80J 。
6、某质点参与x 1=l0cos(πt -π/2)cm 及x 2=20cos(πt+π/2)cm 两个同方向的谐振动，则合成振动的振幅为：A 20cm ；B l0cm ；C 30cm ；D lcm 。
7、设某列波的波动方程为y=l0sin(10πt -x/100)cm ，在波线上x 等于一个波长处的点的位移方程为：A y= 10sin(10πt - 2π)；B y= l0sin10πt ；C y= 20sin5πt ；D y= l0cos(l0πt - 2π).8、已知波动方程为y=0.05sin(l 0πt-πx )cm ，时间单位为秒，当t=T/4时，波源振动速度V 应为：A V= 0.5π；B V=-0.5π2；C V= 0.5πcos10πt ；D V= 0。
9、已知一个lkg 的物体作周期为0.5s 的谐振动，它的能量为2π2J ，则其振幅为：A 2m ；B 0.5m ；C 0.25m ；D 0.2m 。
工厂振动测试实验报告(3篇)
第1篇一、引言随着工业自动化程度的不断提高，工厂生产过程中产生的振动问题日益受到重视。
振动不仅会影响设备的正常运行，还会对操作人员的安全和健康造成威胁。
为了确保工厂生产的安全和高效，本报告对工厂振动进行了系统测试，以了解振动源、振动传播路径以及振动对设备的影响，为振动控制提供科学依据。
二、实验目的1. 了解工厂振动产生的来源及传播路径。
2. 测量不同区域的振动强度和频率。
3. 分析振动对设备的影响。
4. 为振动控制提供科学依据。
三、实验设备与仪器1. 振动测试仪：用于测量振动强度和频率。
2. 激光测距仪：用于测量设备与振动源的距离。
3. 摄像头：用于观察振动现象。
4. 计算机软件：用于数据处理和分析。
四、实验方法1. 确定测试点：根据工厂布局，选取具有代表性的测试点，包括振动源附近、振动传播路径上以及设备附近。
2. 测试振动强度和频率：使用振动测试仪分别测量各个测试点的振动强度和频率。
3. 测量设备与振动源的距离：使用激光测距仪测量设备与振动源的距离。
4. 观察振动现象：使用摄像头观察振动现象，记录振动形态和频率。
5. 数据处理和分析：将测试数据输入计算机软件，进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析1. 振动源：通过测试发现，工厂振动的主要来源为机械设备运行、物料运输以及空气流动等。
2. 振动传播路径：振动主要沿地面、墙壁以及设备本身传播。
3. 振动强度和频率：不同区域的振动强度和频率存在差异，振动源附近振动强度较大，频率较高；振动传播路径上振动强度逐渐减弱，频率降低；设备附近振动强度较小，频率较低。
4. 振动对设备的影响：振动可能导致设备疲劳、磨损，甚至损坏。
长期处于高振动环境下，设备的使用寿命将大大缩短。
六、振动控制措施1. 优化设备布局：将振动源与设备保持一定距离，减少振动传播。
2. 使用减振设备：在振动源附近安装减振垫、减振器等，降低振动强度。
3. 改善物料运输方式：采用低速、平稳的运输方式，减少物料运输过程中的振动。
选修1高中物理《机械振动》测试题(含答案)
选修1高中物理《机械振动》测试题(含答案)一、机械振动 选择题1．如图所示，将可视为质点的小物块用轻弹簧悬挂于拉力传感器上，拉力传感器固定于天花板上，将小物块托起一定高度后释放，拉力传感器记录了弹簧拉力F 随时间t 变化的关系如图所示。
以下说法正确的是A ．t 0时刻弹簧弹性势能最大B ．2t 0站时刻弹簧弹性势能最大C ．032t 时刻弹簧弹力的功率为0D ．032t 时刻物体处于超重状态 2．如图为某简谐运动图象，若t ＝0时，质点正经过O 点向b 运动，则下列说法正确的是( )A ．质点在0.7 s 时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B ．质点在1.5 s 时的位移最大，方向向左，在1.75 s 时，位移为1 cmC ．质点在1.2 s 到1.4 s 过程中，质点的位移在增加，方向向左D ．质点从1.6 s 到1.8 s 时间内，质点的位移正在增大，方向向右3．甲、乙两单摆的振动图像如图所示，由图像可知A ．甲、乙两单摆的周期之比是3:2B ．甲、乙两单摆的摆长之比是2:3C ．t b 时刻甲、乙两摆球的速度相同D ．t a 时刻甲、乙两单摆的摆角不等4．下列叙述中符合物理学史实的是（ ）A ．伽利略发现了单摆的周期公式B ．奥斯特发现了电流的磁效应C ．库仑通过扭秤实验得出了万有引力定律D ．牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论5．如图所示，将小球甲、乙、丙（都可视为质点）分别从A、B、C三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲是从圆心A出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B到达最低点D，丙沿圆弧轨道从C点运动到D，且C点很靠近D点，如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是（）A．丙球最先到达D点，乙球最后到达D点B．甲球最先到达D点，乙球最后到达D点C．甲球最先到达D点，丙球最后到达D点D．甲球最先到达D点，无法判断哪个球最后到达D点6．如图所示是扬声器纸盆中心做简谐运动的振动图象，下列判断正确的是A．t=2×10-3s时刻纸盆中心的速度最大B．t=3×10-3s时刻纸盆中心的加速度最大C．在0〜l×10-3s之间纸盆中心的速度方向与加速度方向相同D．纸盆中心做简谐运动的方程为x=1.5×10-4cos50πt（m）7．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是（）A．适当加长摆线B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C．单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期8．如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知( )A．振子的振动周期等于t1B．在t＝0时刻，振子的位置在a点C．在t ＝t 1时刻，振子的速度为零D ．从t 1到t 2，振子正从O 点向b 点运动9．如图所示，在一条张紧的绳子上悬挂A 、B 、C 三个单摆，摆长分别为L 1、L 2、L 3，且L 1＜L 2＜L 3，现将A 拉起一较小角度后释放，已知当地重力加速度为g ，对释放A 之后较短时间内的运动，以下说法正确的是（ ）A ．C 的振幅比B 的大B ．B 和C 的振幅相等 C ．B 的周期为2π2L gD ．C 的周期为2π1L g10．沿某一电场方向建立x 轴，电场仅分布在-d ≤x ≤d 的区间内，其电场场强与坐标x 的关系如图所示。
机械结构的振动测试与模态分析
机械结构的振动测试与模态分析机械结构的振动是指在运动或工作过程中，由于受到外界激励或内部失稳因素的影响而出现的周期性或非周期性的振动现象。
振动不仅会影响机械结构的正常运行，还可能导致结构疲劳、损坏，甚至产生严重事故。
因此，了解机械结构的振动特性，进行振动测试和模态分析，对于结构设计、改进和维护具有重要意义。
1. 振动测试振动测试是通过实验手段对机械结构的振动特性进行测量和分析的过程。
常见的振动测试手段包括加速度传感器、速度传感器、位移传感器等。
通过这些传感器，可以测量到结构在不同频率范围内的振动加速度、振动速度和振动位移等参数。
振动测试不仅可以定量地描述结构的振动特性，还可以研究振动的传播路径、频谱特性和共振现象等。
2. 模态分析模态分析是对机械结构的振动特性进行分析和研究的过程。
模态分析的目的是确定结构的振动模态，即结构的固有频率、振型和阻尼等参数。
通过模态分析，可以了解机械结构在不同频率下的振动特性，并确定结构中可能存在的共振点和振动节点。
同时，模态分析还可以帮助设计师优化结构的设计，减小结构的振动幅值，提高结构的工作效率和可靠性。
3. 应用案例以汽车底盘为例，进行振动测试和模态分析的应用。
在汽车行驶过程中，底盘承受着来自路面的冲击和车辆运动的振动。
通过振动测试，可以测量到底盘在不同行驶速度下的振动加速度和振动速度等参数。
通过模态分析，可以确定底盘的固有频率和振型，判断底盘是否在某些特定频率下容易出现共振现象。
根据振动测试和模态分析的结果，可以对底盘的结构进行优化，提高底盘的刚度和减小噪声，提高驾驶的舒适性和汽车的安全性能。
4. 振动测试与模态分析的意义振动测试与模态分析对于机械结构的设计、改进和维护具有重要意义。
通过振动测试，可以了解机械结构在不同工况下的振动特性，及时发现结构的振动异常和故障等。
通过模态分析，可以确定结构的固有频率和振型，为结构的优化设计提供依据。
同时，振动测试与模态分析还可以帮助工程师评估结构的可靠性和耐久性，减小结构的振动幅值，提高结构的工作效率和可靠性。
机械振动测量
振动的测量方法：机械法、电测法、光测法。
11
三、振动测试系统的构成
➢ 被测对象在激振力的作用下产生受迫振动，测振传感器测出振动力学参量，
通过振动分析（时域中的相关技术，频域中的功率谱分析）以及计算机数
字处理技术，检测出有用的信息。
➢ 工程上，振动的测试主要讨论的是系统励
测量动态特性时，首先要激励被测对象，让其按测试的要求
作受迫振动或自由振动。
激励方式通常3 种：
稳态正弦激振
瞬态激振
随机激振
32
一、振动的激励
1、稳态正弦激振
对被测对象施加一个稳定的单一频率的正弦激振力。
优点：激振功率大、信噪比高，能保证低频响应对象的测试
精度。
缺点：需要很长的测试周期才能得到足够精度的测试数据，
表明传感器的输出正比于被测物体振
动的位移。
一般：
Τ ,
取3~5。
ω/ωn
19
一、绝对式测振传感器原理
1、测振幅
−1
() = tan
2(Τ )
1 − (Τ )2
当>> ,
< 1时，
相位差接近180，相频特性也接近直线。
一般：
取0.6~0.7。
20
一、绝对式测振传感器原理
振动的测试在生产和科研等各方面都十分重要
4
机械振动的测量
振动给料机
水泥回转窑
5
§1 概述
一、振动的类型
1、按振动的规律分类
（1）稳态振动（确定性振动）
一般分为以下几种：
稳态振动
周期振动
非周期振动
机械振动测量的激光干涉技术原理及其应用
机械振动测量的激光干涉技术原理及其应用一、激光干涉技术概述1.1 激光干涉技术简介激光干涉技术是一种基于激光干涉现象的测量技术，通过利用激光光束的干涉效应，可以实现对目标物体的形状、表面特征以及运动状态等参数的测量。
激光干涉技术具有高精度、非接触和实时性等优势，被广泛应用于机械振动测量领域。
1.2 机械振动测量的意义机械振动测量是研究和评估机械系统动态性能的重要手段。
通过对机械振动的测量和分析，可以了解机械系统的结构特性、工作状态以及可能存在的故障或缺陷。
因此，机械振动测量在机械设计、故障诊断和结构动力学研究等领域具有广泛的应用前景。
二、激光干涉技术测量原理2.1 光的干涉原理光的干涉是指两个或多个光波相互叠加时产生的明暗交替的干涉条纹。
干涉条纹的出现是由于光波的相位差引起的，根据相位差的不同，干涉条纹会呈现出不同的明暗程度。
2.2 激光干涉技术测量原理在机械振动测量中，通常使用Michelson干涉仪或Fizeau干涉仪来实现激光干涉测量。
这些干涉仪利用激光光束的相干性和干涉效应来测量目标物体的振动情况。
激光干涉技术的基本原理是：将激光光束分成两束，分别射向目标物体和参考面，经过反射后再次汇合成一束光。
由于目标物体的振动，其表面会引起光程差的变化，从而产生干涉条纹。
通过对干涉条纹的分析和处理，可以得到目标物体的振动参数。
三、激光干涉技术的应用3.1 机械结构振动测试激光干涉技术可以用于对机械结构的振动进行测量。
通过将激光束射向机械结构表面，并利用干涉条纹的变化来获取结构的振动频率、振幅等参数，从而评估结构的稳定性和振动特性。
3.2 高精度位移测量利用激光干涉技术可以实现对物体位移的测量。
通过测量干涉条纹的移动情况，可以获取物体的位移信息，达到亚微米甚至纳米级的测量精度。
这在精密加工和微观物体测量等领域具有重要的应用价值。
3.3 动态应变测量激光干涉技术还可以实现对物体动态应变的测量。
当物体受到外力作用引起应变时，其表面形状会发生变化，从而改变干涉条纹的分布情况。
机械振动的检测
5.2 机械振动的类型
1.简谐振动 简谐振动的振动量随时间的变化规律如图5-3所示，其位移
表达式为:
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5.2 机械振动的类型
将式(9-1)求导可得振动速度和振动加速度的表达式:
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5.2 机械振动的类型
由此可知，简谐振动的位移、速度和加速度的波形和频率都 为一定，其速度和加速度的幅值与频率有关，在相位上，速 度超前位移π/2，加速度又超前速度π/2。对于简谐振动， 只要测定出位移、速度、加速度和频率这四个参数中的任意 两个，便可推算出其余两个参数。
而且其振动量与时间也无一定的联系。诸如路面的不平对车 辆的激励;加工工件表面层几何物理状况的不均匀对机床刀具 的激励;波浪对船舶的激励;大气湍流对飞行器的激励等，都 将会产生随机振动。 随机振动的统计参数通常有均值、方均值、方差、相关函数 和功率谱密度函数等，与一般随机信号的处理一样。
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5.2 机械振动的类型
3.准周期振动 准周期振动是由频率比不全为有理数的简谐振动迭加而成，
如
这种振动如果忽略其相位角，也可用离散频谱来表征，如 图5-5所示。因而称之为准周期振动。
实际工作中遇到的两个或几个不相关联的周期振动混合作 用时，便会产生这种振动状态。
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第五章 机械振动的检测
5.1 概述 5.2 机械振动的类型 5.3 振动的激励和激振器 5.4 测振传感器 5.5 振动的测量
5.1 概述
机械振动是自然界、工程技术和日常生活中普遍存在的物理 现象。各种机器、仪器和设备在其运行时，由于诸如回转件 的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、润滑状况 的不良及间隙等原因而引起力的变化、零部件之间的碰撞和 冲击，以及由于使用、运输和外界环境条件下能量的传递、 存储和释放等都会诱发或激励机械振动。所以说，任何一台 运行着的机器、仪器和设备都会存在着振动现象。
(完整版)机械振动单元测试题
（2）某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验时,他先测得摆线长为97.50cm，然后用游标卡尺测量小钢球直径,读数如图甲所示,则
①游标卡尺的读数为_________mm．
②该单摆的摆长 为_____cm．
③该同学由测量数据作出 图线（如图乙所示），根据图线求出重力加速度 ____m/s2（保留3位有效数字）．
③在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值___；（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
④乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的v—t图线。由图丙可知，该单摆的周期T=__s；更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出T2—L（周期平方摆长）图线，并根据图线拟合得到方程T2＝4.04L＋0.035，由此可以得出当地的重力加速度g＝__m/s2；（取π2＝9.86，结果保留3位有效数字）
A．振子的位移增大的过程中，弹力做负功
B．振子的速度增大的过程中，弹力做正功
C．振子的加速度增大的过程中，弹力做正功
D．振子从O点出发到再次回到O点的过程中，弹力做的总功为零
8．质点做简谐运动，其x—t关系如图，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v—t关系是( )
A． B． C． D．
9．如图所示，质量为 的物块A用不可伸长的细绳吊着，在A的下方用弹簧连着质量为 的物块B，开始时静止不动。现在B上施加一个竖直向下的力F，缓慢拉动B使之向下运动一段距离后静止，弹簧始终在弹性限度内，希望撤去力F后，B向上运动并能顶起A，则力F的最小值是（ ）
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机械振动测试
一、单选题（共 10 小题）
1、做简谐运动的物体，振动周期为2s，运动经过平衡位置时开始计时，那么当t=1.2s时，物体: （）
A．正在做加速运动，加速度的值正在增大
B．正在做减速运动，加速度的值正在减小
C．正在做减速运动，加速度的值正在增大
D．正在做加速运动，加速度的值正在减小
2、使物体产生振动的必要条件: （）
A．物体所受到的各个力的合力必须指向平衡位置；
B．物体受到的阻力等于零；
C．物体离开平衡位置后受到回复力的作用，物体所受的阻力足够小；
D．物体离开平衡位置后受到回复力f的作用，且f=-kx(x为对平衡位置的位移)．
3、如图是演示简谐运动图像的装置，当沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，振动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系．板上的直线OO1代表时间轴，右图中是两个摆中的沙在各自板上形成的曲线，若板N1和板N2拉动的速度v1和v2的关系为v2=2v1，则板N1、N2上曲线所代表的周期T1和T2的关系为:
A．T2=T1． B．T2=2T1． C．T2=4T1．（）
4、两个弹簧振子，甲的固有频率为2f，乙的固有频率为3f，当它们均在频率为4f的策动力作用下做受迫振动，则: （）
A．甲的振幅较大，振动频率为2f B．乙的振幅较大，振动频率为3f
C．甲的振幅较大，振动频率为4f D．乙的振幅较大，振动频率为4f
5、做简谐运动的物体每次通过同一位置时，可能不相同的物理量有 : （）
A．速度 B．加速度 C．回复力 D．动能．
6、把调准的摆钟由北京移到赤道，这钟: （）
A．变慢了，要使它变准应该增加摆长 B．变慢了，要使它变准应该减短摆长
C．变快了，要使它变准应该增加摆长 D．变快了，要使它变准应该减短摆长
7、作受迫振动的物体到达稳定状态时: （）
A．一定作简谐运动 B．一定做阻尼振动C．一定按驱动力的频率振动 D．一定发生共振
8、用长为l的细线把一个小球悬挂在倾角为θ的光滑斜面上，然后将小球偏离自然悬挂的位置拉到A点，偏角α≤5°，如图所示．当小球从A点无初速释放后，小球在斜面上往返振动的周期为: （）
9、一个单摆做简谐运动，周期为T，在下列情况中，会使振动周期增大的是: （）A．重力加速度减小 B．摆长减小
C．摆球的质量增大 D．振幅减小
10、关于简谐运动，下列说法中错误的是: （）A．回复力的方向总是与位移方向相反
B．加速度的方向总是与位移方向相反
C．速度方向有时与位移方向相同，有时与位移方向相反
D．简谐运动属于匀变速直线运动
二、多选题（共 6 小题）
11、弹簧振子做简谐运动时，各次经过同
一位置，一定相等的物理量是 : （）
A．速度 B．加速度
C．动能 D．弹性势能
12、(如图),则下列说法中正确的是:
（）
A.t1和t2时刻质点速度相同；
B.从t1到t2的这段时间内质点速度方向和加速度方向相同；
C.从t2到t3的这段时间内速度变大，而加速度变小；
D.t1和t3时刻质点的加速度相同.
13、作简谐振动的物体向平衡位置运动时，速度越来越大的原因是: （）
A．回复力对物体做正功，使其动能增加；
B．物体惯性的作用；
C．物体的加速度在增加；
D．物体的势能在转化为动能．
14、图所示为质点的振动图像，下列判断中正确的是:
A．质点振动周期是8s；
B．振幅是±2cm；
C．4s末质点的速度为负，加速度为零；
D．10s末质点的加速度为正，速度最大．（）
15、一个质点做简谐振动的图象如图所示，下列说法中正确的是: （）
A. 质点的振动频率为4Hz；
B. 在10s内质点经过的路程是20cm；
C. 在5s末，速度为零，加速度最大；
D.t=1.5s和4.5s末的两时刻质点的位移大小相
等.
16、一个弹簧振子做受迫运动，它的振幅A与策
动力频率f之间的关系如图所示．由图可知:
（）
A．频率为f2时，振子处于共振状态
B．策动力频率为f3时，受迫振动的振幅比共振小，但振子振动的频率仍为f2
C．振子如果做自由振动，它的频率是f2
D．振子可以做频率为f1的等幅振动
三、填空题（共 4 小题）
17、甲、乙两个单摆摆长之比为1:4，在同一个地点摆动，当甲摆动10次时，乙摆动了
___________次．甲、乙两摆的摆动频率之比为________．
18、一个质量m=0.1kg的振子，拴在劲度系数k=10N/m的轻弹簧上作简谐运动时的图像如图所示．则振子的振幅A=（），频率f=（），振动中最大加速度a max=（），出现在t=（）时刻；振动中最大速度出现在t=（）时刻．
19、弹簧振子做简谐运动，振子的位移达到振幅的一半时，回复力的大小跟振子达到最大位移时回复力大小之比为________，加速度的大小跟振子达到最大位移时之比为_______．20、铁道上每根钢轨长12m，若支持车厢的弹簧的固有周期为0.60s，那么车以v =_____m/s 行驶时，车厢振动最厉害．
四、作图题（共 1 小题）
21、如图所示的弹簧振子，放在光滑水平桌面上，O是平衡位置，振幅A=2cm，周期T=0.4s．
(1)若以向右为位移的正方向，当振子运动到右方最大位移处开始计时，试画出其振动图像．
(2)若以向左为位移的正方向，当振子运动到平衡位置向右方运动时开始计时，试画出其振动图像．
五、计算题（共 2小题）
22、一只摆钟的摆长为L1时，在一段时间内快了n分，而当摆长为L2时，在相同时间内慢了n分，试求摆长的准确长度L。
23、摆钟在山脚处的摆动周期T1=1s，把它移到山顶上，一昼夜慢20s．设摆长不变，摆钟可看作单摆．已知山脚处离地球中心距离为R=6400km，求山顶离山脚的高度h．
参考答案
一、单选题（共 10 小题）
1、C
2、C
3、D
4、D
5、A
6、B
7、C
8、C
9、A 10、D
二、多选题（共 6 小题）
11、BCD 12、CD 13、AD 14、AC 15、BCD 16、AC
三、填空题（共 4 小题）
17、5次，2:1 18、5cm; 2.5Hz; 5m/s2; 0.1s+0.2（n-1）(n为自然数); 0.2s+0.2（n-1）(n为自然数)
19、1:2，1:2
20、20
四、作图题（共 1 小题）
21、(1)如图；(2)如图．
五、计算题（共 4 小题）
22、解：在相同时间内周期跟摆
动次数成反比，设这段时间为t则
23、答案：1481.6m,提示: 在山顶的周期为T2= T1结合周期公式和万有引力定律即可得出。