- 单摆周期公式
- 共1307题
如图所示,MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分,把小球A放在MN的圆心处,再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的B处,今使两球同时自由释放,则在不计空气阻力时有( )
正确答案
解析
解:单摆周期公式可求B球到达O点的时间:
t1==
对A球,据R=得;
t2=
t1>t2,故先到达C点
故选:A
单摆细绳的悬点与拉力传感器相连,将摆球拉开一小角度使单摆做简谐运动后,从某时刻开始计时,拉力传感器记录了拉力随时间变化的情况,如图所示,则该单摆的周期为______s.
正确答案
2.0
解析
解:单摆摆动过程中,每次经过最低点时拉力最大,每次经过最高点时拉力最小,拉力变化的周期为1.0s,故单摆的摆动周期为2.0s;
故答案为:2.0.
将一个电动传感器接到计算机上,就可以测量快速变化的力,用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示,某同学对此图线提供的信息做出了下列判断,正确的应是( )
正确答案
解析
解:A、B、摆球经过最低点时,拉力最大;在0.2s时,拉力最大,所以此时摆球经过最低点;在t=1.1s时,摆球的拉力不是最大,不是经过最低点.故A正确,B错误.
C、根据牛顿第二定律知,在最低点:
F-mg=m
则:F=mg+m
在最低点拉力减小,知速度减小,机械能减小.故C错误.
D、在一个周期内摆球两次经过最低点,根据图象知周期T=1.2s.故D错误.
故选:A.
图甲是一个单摆振动的情形,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的最远位置.设摆球向右方向运动为正方向.图乙是这个单摆的振动图象.根据图象请回答以下几个问题.
(1)单摆的振幅多大?
(2)单摆振动的频率是多高?
(3)开始时刻摆球所在的位置?
(4)摆球速度首次具有负的最大值的时刻是多少?摆球位置在哪里?
(5)摆球加速度首次具有负的最大值的时刻是多少?摆球位置在哪里?
(6)若当地的重力加速度为9.8m/s2,试求这个摆的摆长是多少?
正确答案
解析
解:(1)单摆的振幅为4cm.
(2)单摆的周期为0.8s,所以f=.
(3)初始时刻,摆球在负的最大位移处,摆球向右方向运动为正方向.知开始时刻摆球在B位置.
(4)摆球在平衡位置时速度最大,首次出现负的最大值的时刻是0.6s时刻,在O位置.
(5)在最大位移处加速度最大,在C位置具有的负的最大加速度,在0.4s时刻.
(6)单摆的周期为0.8s,根据T=,则摆长L=
.
答:(1)单摆的振幅为4cm.
(2)单摆振动的频率是1.25Hz.
(3)开始时刻摆球所在的位置是B.
(4)摆球速度首次具有负的最大值的时刻是0.6s时刻,在O位置.
(5)摆球加速度首次具有负的最大值的时刻是0.4s时刻,位置在C.
(6)这个摆的摆长是0.16m.
(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、右侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图丙所示.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变化图线如图丁所示,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”),图丁中的△t将______“变大”、“不变”或“变小”).
正确答案
乙
2t0
变大
变大
解析
解:(1)游标卡尺测量小球的直径,应将小球卡在外爪的刀口上,故选乙;
(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T=2π,摆长变大,所以周期变大.
挡光时间等于球的直径与速度的乘积,由于球的直径变大,故挡光时间增加.
故答案为:
(1)乙;
(2)2t0,变大,变大.
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