- 单摆周期公式
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将单摆挂在测力传感器的探头上,用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力(单摆摆角小于5°),计算机屏幕上得到如图a所示的图象.然后使单摆保持静止,得到如图b所示的图象.那么:
(1)此单摆的周期为______s.
(2)设摆球在最低点时重力势能EP=0,已测得当地重力加速度为g,单摆的周期用T表示,那么测得此单摆摆动时的机械能E的表达式是______.
A.E= B.E=
C.E=
D.E=
.
正确答案
(1)平衡位置处拉力最大,最大位移处拉力最小.从图a中看出单摆的周期为0.8s.
(2)单摆在最低点时F1-mg=m,mg=F3.根据周期公式摆长l=
,联立三个式子,得:EK=
mv2=
.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
一弹簧振子被分别拉离平衡位置4 cm和1 cm后自由释放,使它们都做简谐运动,则前后两次的振幅之比为_________,周期之比为_________,最大回复力之比为_________,通过同一位置(除平衡位置)时的加速度之比为_________.
正确答案
4∶1 1∶1 4∶1 1∶1
根据振幅的定义、周期与振幅无关以及回复力与加速度大小成正比、方向相反可得.
(1)在探究单摆周期与摆长关系的实验中,有如下器材供选用,请把应选器材的字母填在括号中( )(5分)
F、半径为1cm的小铅球 G、米尺I、铁架台J、天平、H、砝码
(2)用 来测摆线长度。加上小球的半径得到摆长。用 计时。测量50次全振动的时间,来计算周期。计时应从 位置开始。
正确答案
BDFGI G(米尺) D(秒表)平衡
(1)根据,可得
,摆长用细线,选B,测摆长用米尺,选G,测周期用秒表,选D,摆球应选用密度较大的小铅球,空气阻力影响较小,测量误差减小.选F,还需要铁架台I
(2)用米尺(G)来测摆线长度,用秒表(D)计时,测周期时摆球经过平衡位置开始计时时,由于摆球速度最快,相同的距离误差产生的时间误差较小,测量准确.
故答案为:(1)BDFGI (2)G(米尺) D(秒表) 平衡
一个单摆,当它的摆长增加0.33m时,它的振动周期变为原来的1.2倍,这个单摆原来的摆长是 m
正确答案
0.75
根据可知
求得摆长是0.75m。
有人利用安女装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度.已知该单摆在海平面处的周期是T0,当气球停在某一高度时,测得该单摆周期为了,求该气球此时离海平面的高度h.把地球看作质量均匀分布的半径为只的球体.
正确答案
【错解分析】 将h当作摆与地心距离来求解
【正解】据单摆周期公式T=
得T0= T=
另据万有引力定律,依题意有
mg0=
取立解得
【点评】单摆周期公式是振动中的重点,在高考中,该公式往往与其他情景或物理规律相结合,构成形式多样的综合题,以考查考生的分析;理解和综合能力.
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