- 单摆周期公式
- 共1307题
如图,O点正下方有一半径为R的光滑圆弧轨道,圆心位置恰好为O点,在弧形轨道上接近O′(O点正下方)处有一小球A,令小球A无初速释放,同时自O′正上方有一小球B自由下落,两者在O′点相遇,求小球B下落高度.
正确答案
解:B球从离弧形槽最低点h高处开始自由下落,到达O′处的时间为 tB=
由于A球运动的周期性,所以A球到达O′处的时间为 tA=+nT=(n+
)T,n=0,1,2,…
A球的运动周期为 T=2π
由于两球在O′相遇,故tA=tB
解得 h=,其中 n=0,1,2,3…
答:小球B下落高度为,其中 n=0,1,2,3….
解析
解:B球从离弧形槽最低点h高处开始自由下落,到达O′处的时间为 tB=
由于A球运动的周期性,所以A球到达O′处的时间为 tA=+nT=(n+
)T,n=0,1,2,…
A球的运动周期为 T=2π
由于两球在O′相遇,故tA=tB
解得 h=,其中 n=0,1,2,3…
答:小球B下落高度为,其中 n=0,1,2,3….
如图所示是一个单摆的振动图象,根据图象所给的数据,试求:
(1)振幅;
(2)周期;
(3)单摆的摆长;
(4)A、B、C三点所表示的对应位置中,在哪个位置上摆球的速度最大,在哪个位置上回复力产生的加速度最大?它们的方向如何?(g=10m/s2)
正确答案
解:(1)由图象知:A=8cm;
(2)由图象知:T=2s;
(3)根据单摆的周期公式T=2π,得到L=
;
(4)x-t图象上某点切线的斜率表示速度,故A、B、C三点所表示的对应位置中,在A位置上摆球的速度最大;方向沿正方向;
加速度a=-,故C位置上回复力产生的加速度最大;方向为负方向;
答:(1)振幅为8cm;
(2)周期为2s;
(3)单摆的摆长为1m;
(4)A、B、C三点所表示的对应位置中,在A位置上摆球的速度最大,正方向;在C位置上回复力产生的加速度最大,负方向.
解析
解:(1)由图象知:A=8cm;
(2)由图象知:T=2s;
(3)根据单摆的周期公式T=2π,得到L=
;
(4)x-t图象上某点切线的斜率表示速度,故A、B、C三点所表示的对应位置中,在A位置上摆球的速度最大;方向沿正方向;
加速度a=-,故C位置上回复力产生的加速度最大;方向为负方向;
答:(1)振幅为8cm;
(2)周期为2s;
(3)单摆的摆长为1m;
(4)A、B、C三点所表示的对应位置中,在A位置上摆球的速度最大,正方向;在C位置上回复力产生的加速度最大,负方向.
如图所示,AB为半径R=2m的一段光滑圆槽,A、B两点在同一水平面上,且AB长20cm,将小球由A点释放,则它运动到B点所用的时间为多少?(g取10m/s2)
正确答案
解:小球在AB弧上的运动与单摆的运动等效,则T=2π.
小球从A到B的时间t==π
=3.14×
≈1.4s.
答案:1.40s.
解析
解:小球在AB弧上的运动与单摆的运动等效,则T=2π.
小球从A到B的时间t==π
=3.14×
≈1.4s.
答案:1.40s.
在地球表面上走时准确的秒摆(周期为2秒),移到距离地面为nR0的高度处(R0为地球半径),求:秒摆的周期为多少?
正确答案
解:设秒摆移到距离地面为nR0的高度处的重力加速度为g′,周期为T′,则有:
,
在地表:,
解得:,
由得:
,
即:T′=(n+1)T=2(n+1)s.
答:秒摆的周期为2(n+1)s.
解析
解:设秒摆移到距离地面为nR0的高度处的重力加速度为g′,周期为T′,则有:
,
在地表:,
解得:,
由得:
,
即:T′=(n+1)T=2(n+1)s.
答:秒摆的周期为2(n+1)s.
如图所示的光滑柱形槽中,小球m自A点以沿AD方向的以初速度v去接近固定在D点的小球n.已知AB弧长0.8m,而AB圆弧半径为10m,AD=5m,图中的A、B、C、D在同一水平面上,则v为多大时,才能使小球m恰好碰到小球n?(设g=π2)
正确答案
解:圆心角θ==
=0.08
小球m在AB方向的分运动可以看做为简谐运动.
所以周期:T=2π=
=2π
小球沿AD方向的分运动为匀速直线运动:S=vt=5m
t=KT=2πK(K=1,2,3…)
解得:v=(K=1,2,3…)
答:则v=(K=1,2,3…)时,才能使m恰好碰到小球n.
解析
解:圆心角θ==
=0.08
小球m在AB方向的分运动可以看做为简谐运动.
所以周期:T=2π=
=2π
小球沿AD方向的分运动为匀速直线运动:S=vt=5m
t=KT=2πK(K=1,2,3…)
解得:v=(K=1,2,3…)
答:则v=(K=1,2,3…)时,才能使m恰好碰到小球n.
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