- 单摆周期公式
- 共1307题
利用单摆测重力加速度时,测出几组摆长和相应周期T,并作出T2-l图象,如图11-4-6所示.已知图象与横轴间的夹角为θ,图线上的A、B两点的坐标分别为(x1,y1)(x2,y2),则可得重力加速度g=____________.
图11-4-6 图11-4-7
正确答案
在T2-l图线中,由知:
即图线的斜率
得
如图,在竖直平面内有一段光滑圆轨道MN,它所对的圆心角小于,P点是MN的中点,也是圆弧的最低点。在N、 P之间的点Q和P之间搭一光滑斜面,将一小滑块(可视为质点)分别从Q点和M点由静止开始释放,设圆半径为R,则两次运动到P点所需的时间分别为_______、_______
正确答案
;
从Q点释放滑块,滑块做匀加速直线运动,则,计算可得
,从N点释放滑块,可认为小滑块做简谐运动,根据周期公式
,可知到P点所需时间
故答案为: ;
有一测量微小时间差的装置,是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成.两个单摆摆动平面前后相互平行.
(1)现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0 s和49.0 s,则两单摆的周期差ΔT=____________ s;
(2)某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差,具体操作如下:把两摆球向右拉至相同的摆角处,先释放长摆摆球,接着再释放短摆摆球,测得短摆经过若干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,由此可得出释放两摆的微小时间差.若测得释放两摆的时间差Δt=0.165 s,则在短摆释放____________ s(填时间)后,两摆恰好第一次同时向____________(填方向)通过____________ (填位置);
(3)为了能更准确地测量微小的时间差,你认为此装置还可以做的改进是______________.
正确答案
(1)0.02
(2)8.085 左平衡位置
(3)增大两摆摆长,同时使周期之差减小
此题做法从物理学原理方面来说,有点类似于游标卡尺,由于两摆的周期之差为0.02 s,所以摆动一个周期时间内相差0.02 s,要使两摆球第一次同时同方向通过某位置,必然两摆球振动的位相是一样的,所以要把0.165 s在n次周期内分配完,则求得n=8.25,所以两摆球振动次数为8.25,则同时达到左边最高点(因它们都是从右边开始释放).短摆运动时间为8.25×0.98 s=8.085 s.
用公式表示,设长摆运动时间为t,则为ω1t=ω2(t-Δt),代入数据有:0.02t=0.165,解得t="8.25" s,因长摆的周期为1 s,故长摆的振动次数也为8.25,此时位置为平衡位置且向左运动,短摆运动时间为8.25-0.165 s="8.085" s.
如图11-4-10所示为一单摆及其振动图象,由图回答,当在悬点正下方O处有一光滑水平细钉可挡住摆线,且,则单摆周期为________ s.比较钉挡绳前后瞬间摆线的张力.
图11-4-10
正确答案
1.5 s 钉挡绳后张力变大
由振动图象知放钉前周期为T="2" s,由,知
;放钉后改变了摆长,因此单摆周期应分成钉左侧的半个周期,T左=
="1" s,钉右侧的半个周期,T右=
="0.5" s,
所以T=T左+T右="1.5" s.
由受力分析,张力,因为钉挡绳前后瞬间摆球速度不变,球重力不变,挡后摆线长为挡前的
,所以挡后绳张力变大.
该实验中,实际上要改变摆长多次测量,求g的平均值,下表是两个同学设计的记录计算表,正确的是_____________.
正确答案
乙
根据由平均值法求重力加速度的原理,设实验得到多组l、T值,根据得到多组g值,取平均值的g值为:
,故符合题意的为乙图表.
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