- 单摆周期公式
- 共1307题
某人从电视屏幕上观察停泊在某星球上的宇宙飞船,看到飞船上摆长为0.5m的单摆在30s内往复摆动15次,该星球表面上的重力加速是多大?
正确答案
解:由题意单摆的周期为:
,
由周期公式可得:
=
.
答:星球表面上的重力加速是5m/s2.
解析
解:由题意单摆的周期为:
,
由周期公式可得:
=
.
答:星球表面上的重力加速是5m/s2.
北京地区的重力加速度取g=9.80m/s2,有一个单摆的摆长为2.45m,计算这个单摆的周期.
正确答案
解:由单摆的周期公式可得:
T=2π可得:
该摆的周期T=2π×=3.14s;
答:这个单摆的周期为3.14s.
解析
解:由单摆的周期公式可得:
T=2π可得:
该摆的周期T=2π×=3.14s;
答:这个单摆的周期为3.14s.
宇航员来到一未知星球表面,利用一个摆长为L为1m的单摆,测得单摆50次全振动的时间为100s,现将一质量为2kg物体在水平面上在一个4N拉力作用下,以6m/s的速度匀速拉动,2s后撤去拉力则:
(1)该星球表面的重力加速度g
(2)物体在水平面上动摩擦因素μ
(3)撤去拉力后物体运动的位移.
正确答案
解:(1)单摆50次全振动的时间为100s,故单摆周期为2s,由单摆周期公式可得该星球的重力加速度:
.
(2)物体在水平面上在一个4N拉力作用下匀速运动,故摩擦力为4N,由此可得:.
(3)撤去拉力后的加速度为:,故撤去后的位移为:
.
答:(1)该星球表面的重力加速度为10m/s2.
(2)物体在水平面上动摩擦因素为0.25.
(3)撤去拉力后物体运动的位移4.5m.
解析
解:(1)单摆50次全振动的时间为100s,故单摆周期为2s,由单摆周期公式可得该星球的重力加速度:
.
(2)物体在水平面上在一个4N拉力作用下匀速运动,故摩擦力为4N,由此可得:.
(3)撤去拉力后的加速度为:,故撤去后的位移为:
.
答:(1)该星球表面的重力加速度为10m/s2.
(2)物体在水平面上动摩擦因素为0.25.
(3)撤去拉力后物体运动的位移4.5m.
如图所示,ACB为光滑弧形槽,弧形槽半径为R,C为弧形槽最低点,R远大于
的弧长.甲球从弧形槽的球心处自由下落,乙球从A点由静止释放,问:
(1)两球第1次到达C点的时间之比.
(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时将乙球从圆弧左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇,则甲球下落的高度是多少?
正确答案
解:(1)甲球做自由落体运动R=gt
所以:t1=乙球沿圆弧做简谐运动(由于B→C≪R,可认为摆角θ<5°).此振动与一个摆长为R的单摆振动模型相同,故此等效摆长为R,因此乙球第1次到达C处的时间为:
t2=T=
×2π
,所以t1:t2=
(2)甲球从离弧形槽最低点h高处开始自由下落,到达C点的时间为t甲=由于乙球运动的周期性,所以乙球到达C点的时间为
t乙=+
=
,n=0,1,2,…
由于甲、乙在C点相遇,故t甲=t乙
解得h=π2R n=0,1,2,…
答:(1)两球第1次到达C点的时间之比是
(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时乙球从圆弧左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇,则甲球下落的高度π2R n=0,1,2,…
解析
解:(1)甲球做自由落体运动R=gt
所以:t1=乙球沿圆弧做简谐运动(由于B→C≪R,可认为摆角θ<5°).此振动与一个摆长为R的单摆振动模型相同,故此等效摆长为R,因此乙球第1次到达C处的时间为:
t2=T=
×2π
,所以t1:t2=
(2)甲球从离弧形槽最低点h高处开始自由下落,到达C点的时间为t甲=由于乙球运动的周期性,所以乙球到达C点的时间为
t乙=+
=
,n=0,1,2,…
由于甲、乙在C点相遇,故t甲=t乙
解得h=π2R n=0,1,2,…
答:(1)两球第1次到达C点的时间之比是
(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时乙球从圆弧左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇,则甲球下落的高度π2R n=0,1,2,…
两名登山运动员要完成测定海拔5000米高度的重力加速度,他们攀到了某这一高山的峰顶,用他们随身携带的安全绳索、量程为5米长的卷尺和腕表,来完成此实验.测量步骤如下
①他们用安全绳的一端系一重石块,别一端固定在山崖上,把石块探出山涯放下约三十米形成一个单摆;
②让单摆摆起来,用腕表测出它摆动100次的时间t1=600S
③将绳索上收4.9米后,重新固定,再一次让单摆摆起来,仍用腕表测出它摆动100次的时间t2=400S.π=3.14;保留3位有效数字
请你帮忙求出此高度的重力加速度.
正确答案
解:设单摆的摆长为L,摆动100次用600s,其振动周期为:
则由周期公式T=2π得到:6=2×3.14
…①
单摆收上4.9米后的摆长为L-4.9,摆动100次用400s,
其振动周期为:
同理可得到:4=2×3.14…②
由①②解得:g=9.66m/s2
答:此高度的重力加速度为9.66m/s2
解析
解:设单摆的摆长为L,摆动100次用600s,其振动周期为:
则由周期公式T=2π得到:6=2×3.14
…①
单摆收上4.9米后的摆长为L-4.9,摆动100次用400s,
其振动周期为:
同理可得到:4=2×3.14…②
由①②解得:g=9.66m/s2
答:此高度的重力加速度为9.66m/s2
扫码查看完整答案与解析