- 单摆周期公式
- 共1307题
如右图所示,在单摆悬点的正下方距悬点l/3处有一小钉C,从而使单摆左右摆动时,摆长发生变化.若已知摆线长为l,求该摆的周期.
正确答案
π(+
)
放钉后改变了摆长,因此该摆周期应分两部分来求.摆球在右侧运动时的摆长为l,右侧半个周期T右=π;当摆球运动到左侧时的摆长为2l/3,左侧半个周期T左=π
,则全程的周期是T=π(
+
).
如右图所示,光滑圆槽的半径为R,A为最低点,C到A的距离远小于R,两质点小球B、C同时释放,要使B、C两小球正好在A点相遇,问B到A点距离H应满足的条件是________.
正确答案
H=,n=1,2,3,…
由题意可知,小球C做简谐运动,B球做自由落体运动,要使C、B相遇在A点,而从C处运动到A处时间为tC=T(2n-1)/4,n=1,2,3,…B到A处时间由H=gt2/2决定,相遇时tC=tB,所以tB=·2π
=
,则H=
,n=1,2,3,…
一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动.若从O点开始计时,经过3 s质点第一次经过M点,如图所示.再继续运动,又经过2 s它第二次经过M点.则再经过多长时间质点第三次经过M点?
正确答案
14 s或 s
质点在O点附近做简谐运动,其振动过程关于平衡位置或最大位移处对称.
若从O点向M点运动,第一次过M点的时间小于,其振动过程如下图所示:O→M运动历时3 s,M→最大位移处→M运动历时2 s,显然
=(3+
) s="4" s,即T="16" s,则质点第三次过M点所需时间Δt="T-2" s="14" s.
若从O点向M点运动,第一次过M点的时间大于,其振动过程如下图所示:O→最大位移处→O→M历时3 s,M→最大位移处→M历时2 s.设质点从平衡位置直接到M的时间为t0,则
+t0="3" s,
-2t0="2" s,解得T=
s,则质点第三次过M点所需时间Δt′="T-2" s=
s.
两个做简谐运动的单摆,在同一地点同时开始振动,甲摆做15次全振动时,乙摆全振动10次,则它们的周期之比T甲∶T乙=___________;若已知两摆长差50 cm,则甲和乙的摆长分别为___________cm和___________cm.
正确答案
2∶3 40 90
甲、乙频率之比为15∶10=3∶2,周期之比为2∶3,L甲,T乙=2π
.
=
,解之得L甲="40" cm,L乙="90" cm.
如图所示为A、B两单摆振动的xt图象,两单摆的振动周期TA∶TB=__________,摆长lA∶lB=__________.
正确答案
2∶1 4∶1
A的周期是B的2倍,由T=2π或l=
,l∝T2.
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