- 单摆周期公式
- 共1307题
如图所示,固定圆弧轨道弧AB所含度数小于5°末端切线水平.两个相同的小球a、b分别从轨道的顶端和正中由静止开始下滑,比较它们到达轨道底端所用的时间和动能:ta______tb,Ea______2Eb(填“>”、“=”或“<”).
正确答案
=
>
解析
解:两小球的运动都可看作简谐运动的一部分,时间都等于四分之一周期,而周期与振幅无关,所以ta=tb;从图中可以看出b小球的下落高度小于a小球下落高度的一半,所以Ea>2Eb.
故答案为:=,>
将一细线上端挂在测力传感器的探头上,细线下端挂一可视为质点的小球,组成一个单摆装置,如图a.用测力探头和计算机组成的装置测定小球摆动过程中摆线受到的拉力F,计算机屏幕上得到如图b所示的F-t图象,(计算时可认为g=π2).下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、因为小球经过最低点时,受到的拉力最大,在一个周期内,经过最低点两次,通过图象可知,小球摆动的周期为1.6s.故A错误.
B、t=0.4s时,小球所受的拉力最小,知小球摆动到最大位移处.故B错误.
C、根据T=得,L=
.故C错误.
D、0~0.8s内,小球的拉力先减小后增大,知小球从平衡位置向最大位移处运动再回到平衡位置,知小球的动能先减小后增大.故D正确.
故选:D.
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.如图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A′A之间来回滑动.A′A点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为θ,均小于10°,图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t=0为滑块从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,求小滑块的质量、容器的半径及滑块运动过程中的机械能.(g取10m/s2)
正确答案
解析
解:(1)滑块在AA′之间做简谐运动,周期T=s;
由T=2π得容器的半径:
R==
=0.1m
(2)由牛顿第二定律,在平衡位置:
Fmax-mg=m…①
在A点时有:
Fmin=mgcosθ…②
滑块由A到B过程机械能守恒得:
mv02=mgR(1-cosθ)③
其中,Fmax=0.510N;Fmin=0.495N
由①②③式解得小滑块的质量:m=0.05㎏,cosθ=0.99
(3)滑块机械能守恒,机械能:
E=mgR(1-cosθ)=5×10-4J
答:小滑块的质量为0.05㎏,容器的半径为0.1m,滑块运动过程中的机械能为5×10-4J.
有一单摆,在海平面上某一段时间内摆动了N次,在该处某山顶上同样长的时间内摆动了N-1次,由此可知,此山的海拨高度是地球半径的( )
正确答案
解析
解:根据T=知,g=
,
在海平面上某一段时间内摆动了N次,在某山顶同样长的时间内摆动了N-1次,知在海平面上的周期与山顶上的周期之比为(N-1):N.
则海平面的重力加速度与山顶的重力加速度之比为:
设海拔高度为h,根据万有引力等于重力得:,
解得:,
即:h=.
故选:A.
做简谐振动的单摆摆长不变,若摆球经过平衡位置时速度减小为原来的,则单摆振动的( )
正确答案
解析
解:由单摆的周期公式T=2,可知,单摆摆长不变,则周期不变,频率不变;
振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量,Ek=可知,摆球经过平衡位置时的动能减小,因此振幅减小,故ACD错误,B正确.
故选:B.
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