- 单摆周期公式
- 共1307题
如图所示,为了测量一个凹透镜一侧镜面的半径R,让一个半径为r的钢球在凹面内做振幅很小的往复振动,要求振动总在同一个竖直面中进行,若测出它完成n次全振动的时间为t,则此凹透镜的这一镜面原半径值R=______.
正确答案
完成n次全振动的时间为t,知周期T=.
再根据T=2π 得,T=
=2π
解得:R=+r;
故答案为:+r.
某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中,先测得单摆的摆长,然后用秒表记录了单摆振动
次所用的时间为
,进而算出周期
。
(1)该同学测得的值偏小,可能原因是:
(2)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长并测出相应的周期
,从而得出一组对应的
和
的数值,再以
为横坐标、
为纵坐标将所得数据连成直线,并求得该直线的斜率
。则重力加速度
。(用
和有关常量表示)
正确答案
BC
分析:(1)根据重力加速度的表达式,分析g值偏小可能的原因.
(2)由重力加速度的表达式,根据数学知识分析T2-l图线斜率的意义.
解答:解:(1)A、开始计时时,秒表过迟按下,测得的单摆周期变小,根据g=可知,测得的g应偏大.故C错误.
B、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,测得的单摆周期变大,根据g=
可知,测得的g应偏小.故B正确.
C、实验中误将51次全振动计为50次,根据T=求出的周期变大,g偏小.故C正确.
D、实验中误将49次全振动计为50次,根据T=求出的周期变小,g偏大.故D错误.
故选BC
(2)根据重力加速度的表达式g=可知,T2-l图线斜率k=
,则g=
故答案为:(1)BC;(2)
点评:单摆的周期采用累积法测量可减小误差.对于测量误差可根据实验原理进行分析.图线可利用数学知识分析其物理意义.
在用单摆测重力加速度的实验中同学在实验中,先测得摆线长为97.50cm,再测得摆球直径为2.00cm,然后测出了单摆全振动50次所用时间为98.0s,
(1)该单摆的摆长为 cm,周期为 s。
(2)如果他测得的g值偏小,可能原因是________
正确答案
(1) 98。50 1.96 (2) B
(1)根据题意可得周期为: t/n,由周期公式得摆长为线长与半径之和(2)
所以g值偏小的原因可能是B对;
(10分)(1)两个同学分别利用清华大学和广东中山大学的物理实验室,各自在那里用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2~L图象,如图甲所示.在中山大学的同学所测实验结果对应的图线是 __________(选填A或B)。
(2)在清华大学做实验的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像,如图(乙)所示。关于a、b两个摆球的振动图像,下列说法正确的是_________________.
A.a、b两个单摆的摆长相等 B.b摆的振幅比a摆小
C.a摆的机械能比b摆大 D.在t=1s时有正向最大加速度的是a摆
正确答案
(1)A(2)D(每空5分)
试题分析:(1)根据单摆的周期公式,得:
,所以T2~L图像的斜率
,重力加速度随纬度的升高而增大,g越大,斜率越小,广东中山大学的物理实验室纬度低,g值小,斜率大,故中山大学的同学所测实验结果对应的图线是A;(2)由图知,两摆周期不同,故摆长不同,所以A错误;b摆的振幅比a摆大,故B错误;因不知摆球质量的大小,故不能确定机械能的大小,所以C错误;在t=1s时a摆在负的最大位移处,有正向最大加速度,b摆在平衡位置,所以D正确。
如图所示,为同一个单摆分别在地球和月球上做受迫振动的共振曲线,则图线__________表示的是在地球上单摆的共振曲线,可以求得该单摆的摆长为__________m,月球表面的重力加速度约为__________ m/s2.
正确答案
Ⅱ 1 m 1.6 m/s2
当驱动力的频率等于单摆的固有频率时,单摆的振幅最大.由图像可知,此单摆在两星球上自由振动的固有频率分别为0.2 Hz与0.5 Hz,
由f固=,f固∝
,地球表面的重力加速度大于月球表面的重力加速度,所以图线Ⅱ为单摆在地球上的共振曲线,
且2π得l=
≈1 m.
又2π,则
,固g=
2×9.8
≈1.6 m/s2.
扫码查看完整答案与解析