- 单摆周期公式
- 共1307题
如下图所示是演示沙摆振动图象的实验装置和在木板上留下的实验结果,沙摆运动可看作是简谐运动,若用力F向外拉木板,使木板做匀速运动,速度大小是0.2m/s。已知乙图所示的一段木板的长度是0.6m,那么这次实验所用的沙摆的摆长约为(计算时可以取)
正确答案
由乙图知波长为0.3m,则周期
单摆的周期公式,代入得:
。
一个密度为ρ的单摆浸在密度为ρ0(ρ0<ρ)的液体中振动,不计阻力时,其振动周期与空气中振动周期的比为_____________.
正确答案
该单摆在空气中的周期为:T=2π ①
单摆的“等效”重力加速度为:当单摆在平衡位置静止时,绳子上的拉力和摆球质量的比值.根据这个原理我们可以求出,该单摆在密度为ρ0(ρ0<ρ)的液体中振动时的周期.
先求在液体中在绳子上的拉力为:
FT=mg-ρ0gV=mg-ρ0g ②
因此在液体中的“等效”重力加速度为:
g′==g-
=
③
因此在液体中的周期为:
T′=2π ④
由①④可得在液体中振动周期与在空气中振动周期的比为:.
如图3(a)所示,长为L的轻绳一端系一质量为m的小球,挂于小车支架上的O点,当小车以加速度a向右加速运动时,将小球拉离平衡位置(
<10°)由静止释放,求其周期。
正确答案
当小球相对小车静止时,摆球的平衡位置偏离竖直θ角,如图3(b)中A点为摆球的平衡位置,摆球相对车静止在平衡位置时,绳子拉力为F,则由牛顿第二定律:
Fcosθ=mg①
Fsinθ=ma②
解得F=m
悬线拉力产生的加速度,即等效重力加速度
g′=,所以:
(3)g′还由单摆所处的物理环境决定,如带点小球做成单摆在竖直方向的匀强电场中,回复力应是重力和电场力的合力在圆弧切线方向的分力,所以也有一个等效重力加速度的问题。在这类问题中,除了重力,拉力,以外的力为恒力时,采用等效法,将重力和恒力的合力等效为重力。
如图所示,半径是0.2m的圆弧状光滑轨道置于竖直面内并固定在地面上,轨道的最低点为B,在轨道的A点(弧AB所对圆心角小于5°)和弧形轨道的圆心O两处各有一个静止的小球Ⅰ和Ⅱ,若将它们同时无初速释放,先到达B点的是________球
正确答案
球
试题分析:Ⅰ球相当于做单摆运动,运动到B点的时间相当于周期的四分之一,Ⅱ球做自由落体,所以,Ⅱ球先落地
点评:难度较小,对于弧面滚动的小球可等效为单摆运动,周期公式中绳子长度L为弧面的半径
由长度依次为L和2L的AC和BC两根细绳悬挂着小球G,如图所示,每根细绳跟竖直方向的夹角均为30°。当该小球向纸外做微小摆动时,其摆动周期为多少?
正确答案
(连接AB,则AC与AB垂直,则AC为等效摆长,再找等效重力加速度就可以了。)
扫码查看完整答案与解析