- 单摆周期公式
- 共1307题
(I)(1)如图甲所示,在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,同组同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.
(2)某同学从标称为“220V 25W”“220V 300W”“220V 500W”的3只灯泡中任选一只,正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示.该灯泡的阻值是______Ω,标称的额定功率为______W.
(II)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示.测量方法正确的是______(选填“甲”或“乙”).
(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图甲所示.光敏电阻与某一自动记录相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示,则该单摆的振动周期为______.若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将______(填“变大”、“不变”或“变小”),图乙中的△t将______(填“变大”、“不变”或“变小”).
正确答案
(I)(1)由题意可知,应采用分压接法,因灯泡内阻较小,故应采用电流表外接法; 故答案如下图所示:
(2)欧姆表的指示值为16,所选倍率为×10,因此读数为R=16×10=160Ω,由于灯泡正常工作时的电阻为:R=,比不工作时的电阻大的多,而“220 V 25 W”、“220 V 300 W”、“220V 500W”正常工作时的电阻分别为1936Ω、161Ω和98Ω.故为25W.
故答案为:160,25
(II)(1)用游标卡尺测量小球的直径,应将小球卡在外爪的刀口上.故乙正确.
故答案为:乙.
(2)单摆在一个周期内两次经过平衡位置,每次经过平衡位置,单摆会挡住细激光束,从R-t图线可知周期为2t0.摆长等于摆线的长度加上小球的半径,根据单摆的周期公式单摆公式T=2π摆长变大,所以周期变大.
故答案为:2t0,变大,变大.
将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力,如图甲中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内A、B、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,∠COB=θ,θ小于5°且未知。图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线,且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻,试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息求:(g取10 m/S2)
(1)单摆的振动周期和摆长。
(2)摆球的质量。
(3)摆球运动过程中的最大速度。
正确答案
解:(1)在A、C两点细线拉力最小,由题图可得周期为0.4πs
再根据,求出摆长l=0.4 m
(2)设摆球质量为m,以F1、F2分别表示最大和最小拉力,则
F2=mgcosθ,F1-mg=,v2B=2gl(1-cosθ)
综合解得
(3)由F1-mg=,得
在一加速系统中有一摆长为l的单摆。
(1)当加速系统以加速度a竖直向上做匀加速运动时,单摆的周期多大?若竖直向下加速呢?
(2)当加速系统在水平方向以加速度a做匀加速直线运动时,单摆的周期多大?
正确答案
(1)
(2)
有一单摆做简谐振动的振动图象如图所示,当地的重力加速度为g=10m/s2,π2≈10。求:
(1)单摆的摆长;
(2)写出对应的振动方程;
(3)由回复力产生的最大加速度大小为a1,t=1.25s时由回复力产生的加速度大小为a2,a1:a2是多少?
正确答案
解:(1)由图可知:周期T=2s
根据,可解得L=1m
(2)x=5sinπt cm
(3)a与x大小成正比
a1:a2=A:x=:1
将一摆长为2m的单摆放在某一星球表面,测得完成60次全振动所用时间为120s,求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)若该星球的半径与地球半径相同,则地球与该星球的质量之比是多少?(地球表面的重力加速度为g=10m/s2,取π2=10)
正确答案
解:(1)单摆的振动周期T==2s
根据单摆的周期公式T=2π
得g==
=20m/s2
(2)物体在星球表面受到的重力等于星球对它的万有引力mg=
因此有
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