- 单摆周期公式
- 共1307题
一质点做简单摆的周期在下列何种情况时会增大( )
正确答案
解析
解:A、单摆的周期与摆球的质量、摆角无关.故AC错误.
B、根据单摆的周期公式T=知,摆长减小,则周期变小.故B错误.
D、把单摆从地球移到月球,重力加速度减小,根据单摆的周期公式T=知,周期变大.故D正确.
故选:D.
一个单摆,摆球的质量为m,当摆球到达最低点时,立即给摆球粘上一个质量为的物体,让它们一起振动,那么( )
正确答案
解析
解:由单摆的周期公式T=2π 得 周期与摆球的质量、振幅无关,故AC错误
摆球粘上一个物体瞬间,系统水平方向动量守恒,可知,摆球速度减小,则摆球上升的最大高度将减小,根据能量守恒可知,摆球在此回到最低点时的速度将减小,故D错误
故选:B
A、B两个单摆一左一右放置,A、B两球球心等高,A的摆长是B的摆长的4倍.今将两球垂直纸面同方向拉开一个小角度,同时放手,让它们作简谐运动,振动中始终不相碰.则( )
正确答案
解析
解:A、B、根据单摆周期公式T=2,周期与摆长的平方根成正比,A的摆长是B的摆长的4倍,故A的振动周期是B的振动周期的2倍,故A正确,B错误;
C、D、设A、B球的振动周期分别为T1、T2;
A球到平衡位置的时间为t=,由于T1=2T2,故t=
,故B球一定在最大位移处,故C错误,D正确;
故选AD.
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.图甲中O点为单摆的固定悬点,现将质量m=0.05㎏的小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置.∠AOB=∠COB=θ(θ小于10°且是未知量).由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示,且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻.试根据力学规律和题中所给的信息,(g取10m/s2=0.89),求:
(1)单摆的振动周期和摆长.
(2)摆球运动到平衡位置时的速度
(3)图乙中细线拉力最小值为多少?
正确答案
解析
解:(1)摆球受力分析如图,小球在一个周期内两次经过最低点,根据该规律,知:
T=0.4πs=1.256s
由单摆的周期公式T=2π,得:
L==
=0.4m
(2)在最低点B,根据牛顿第二定律,有:
Fmax-mg=m
代入数据得:
v=0.282m/s
(3)由A到B过程机械能守恒,有:
mgL(1-cosθ)=mv2
在A、C两点拉力最小,有:
Fmin=mgcosθ
联立解得:
Fmin=0.485N
答:(1)单摆的振动周期为1.256s;摆长为0.4m;
(2)摆球运动到平衡位置时的速度大小为0.282m/s;
(3)乙中细线拉力最小值为0.485N.
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.图甲中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,∠AOB=∠COB=α;α小于10°且是未知量.图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线,且图中t=0时刻为摆球从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:(g取10m/s2)
(1)单摆的振动周期和摆长;
(2)摆球的质量;
正确答案
解析
解:(1)从F-t图线可知,单摆的周期T=0.4πs.
根据单摆的周期公式T=得,
L=.
答:单摆的周期为0.4πs,摆长为0.4m.
(2)在最高点A,有Fmin=mgcosθ=0.495N
在最低点B,有Fmax=+mg
从A到B,滑块机械能守恒,有mgR(1-cosθ)=
联立三式解得:m=0.05kg.
答:摆球的质量为0.05kg.
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