- 单摆周期公式
- 共1307题
如图所示,一个光滑的圆弧形槽半径为R,圆弧所对的圆心角小于5°.AD的长为s,今有一小球m1以沿AD方向的初速度v从A点开始运动,要使小球m1可以与固定在D点的小球m2相碰撞,那么小球m1的速度v应满足什么条件?
正确答案
解:把m1的运动分成两个分运动,其一是沿AD方向的匀速运动,其二是沿AB圆弧的运动,实际相当于摆长等于圆弧槽半径的单摆运动,
所以周期:T=2π
小球m1沿AD方向的分运动为匀速直线运动:s=vt
t=nT=2πn(n=1,2,3…)
解得:v=(n=1,2,3…)
答:小球m1的速度v应满足(n=1,2,3…)时,才能使其恰好碰到小球m2.
解析
解:把m1的运动分成两个分运动,其一是沿AD方向的匀速运动,其二是沿AB圆弧的运动,实际相当于摆长等于圆弧槽半径的单摆运动,
所以周期:T=2π
小球m1沿AD方向的分运动为匀速直线运动:s=vt
t=nT=2πn(n=1,2,3…)
解得:v=(n=1,2,3…)
答:小球m1的速度v应满足(n=1,2,3…)时,才能使其恰好碰到小球m2.
在相同时间内单摆甲做了10次全振动,单摆乙做了6次全振动,两个单摆的摆长之差为16cm,试求两摆的摆长各是多大?
正确答案
解:在相同时间内单摆甲做了n1=10次全振动,单摆乙做了n2=6次全振动,知甲乙单摆的周期比为3:5.
根据T=2,则L=
所以=
=
又L2-L1=16cm.
所以L1=9cm,L2=25cm
答:两摆长大小分别为9cm,25cm.
解析
解:在相同时间内单摆甲做了n1=10次全振动,单摆乙做了n2=6次全振动,知甲乙单摆的周期比为3:5.
根据T=2,则L=
所以=
=
又L2-L1=16cm.
所以L1=9cm,L2=25cm
答:两摆长大小分别为9cm,25cm.
两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2~L图象,如图甲所示.去北大的同学所测实验结果对应的图线是______(选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙),由图可知,两单摆摆长之比=______.
正确答案
解:由得,
,知T2~L图象的斜率越大,则重力加速度越小,因为南京当地的重力加速度小于北京,去北大的同学所测实验结果对应的图线的斜率小,应该是B图线.
由振动图线知,两单摆的周期比为,由
知,两单摆摆长之比
=
.
故答案为:B;.
解析
解:由得,
,知T2~L图象的斜率越大,则重力加速度越小,因为南京当地的重力加速度小于北京,去北大的同学所测实验结果对应的图线的斜率小,应该是B图线.
由振动图线知,两单摆的周期比为,由
知,两单摆摆长之比
=
.
故答案为:B;.
如图,在半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧,放置于竖直平面内,两端点距最低点高度差H为1cm.将小环置于圆弧端点并从静止释放.
(1)求小环运动到最低点所需的最短时间;
(2)求小球在最低点处的加速度.(g=10m/s2)
正确答案
解:(1)将小球的运动等效成单摆运动,则小环运动到最低点所需的最短时间为T,即最低时间为:
t=T=
×2π
=
×
s≈0.785s.
(2)设小环运动到最低点时的速度为v,根据机械能守恒定律得:
mgH=mv2
得:v2=2gH
小环在最低点的加速度为:
a==
=
=0.08m/s2.
答:(1)求小环运动到最低点所需的最短时间为0.785s;
(2)求小球在最低点处的加速度为0.08m/s2.
解析
解:(1)将小球的运动等效成单摆运动,则小环运动到最低点所需的最短时间为T,即最低时间为:
t=T=
×2π
=
×
s≈0.785s.
(2)设小环运动到最低点时的速度为v,根据机械能守恒定律得:
mgH=mv2
得:v2=2gH
小环在最低点的加速度为:
a==
=
=0.08m/s2.
答:(1)求小环运动到最低点所需的最短时间为0.785s;
(2)求小球在最低点处的加速度为0.08m/s2.
如图所示,光滑圆弧形槽固定在地面上,槽的半径为R,圆心为O,小球C到A的距离远小于半径R,有两个可看作质点的小球B、C都由静止开始同时释放(忽略空气阻力的影响),要使C球第一次到达槽的最低点A时恰好与B球相遇,求B球释放时离A的高度H为多少?
正确答案
解:C球做简谐运动,周期
C球从释放到第一次到达A点时间为:
B球做自由落体运动,要使BC两球能相遇,则要求B球下落时间为:tB=tC
B球下落高度:
答:B球释放时离A的高度H为
解析
解:C球做简谐运动,周期
C球从释放到第一次到达A点时间为:
B球做自由落体运动,要使BC两球能相遇,则要求B球下落时间为:tB=tC
B球下落高度:
答:B球释放时离A的高度H为
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