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题型:简答题
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简答题

用两根轻质细线拴着一个小球悬挂在电梯的天花板上,如图所示,现测得两根细线长度均为L=15.6cm,与水平天花板间的夹角为30°,均质小球半径r=2cm,查得当地重力加速度g=9.8m/s2,π=3.14,试求电梯静止时小球发生很小角度摆动时的周期.

正确答案

解析

解:据几何关系可知,静止时摆球到天花板间的距离为L=7.8cm

此摆可等效为摆长为L+r的单摆,据单摆的周期公式得:

在静止电梯中的周期为:T==2=0.628s

答:求电梯静止时小球发生很小角度摆动时的周期0.628s.

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题型:简答题
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简答题

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,如图所示,(甲)图中O点为单摆的悬点,现将小球(可视为质点)拉到A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动,其中B点为运动中最低位置,∠AOB=∠COB=α,α小于10°且是未知量.图(乙)表示由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的曲线且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻,根据力学规律和题中信息(g取10m/s2)求:

(1)单摆的周期和摆长;

(2)摆球的质量;

(3)摆动过程中的最大速度.

正确答案

解析

解:(1)小球在一个周期内两次经过最低点,根据该规律,知T=0.4πs.

根据,则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.

(3)小球在最低点时速度最大,在最低点有:Fmax=mg+

代入数据解得:v=0.283m/s.

答:摆动过程中的最大速度为0.283m/s.

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题型: 单选题
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单选题

甲、乙两人观察同一单摆的振动,甲每经过3.0s观察一次摆球的位置,发现摆球都在其平衡位置处;乙每经过4.0s观察一次摆球的位置,发现摆球都在平衡位置右侧的最高处,由此可知该单摆的周期不可能的是(  )

A0.5s

B1.0 s

C1.5s

D2.0 s

正确答案

C

解析

解:单摆的摆动具有周期性,题中每次经过半个周期通过平衡位置或最右端;

故3s和4s都是半周期的整数倍,故时间差1s也是半周期的整数倍;

即1=n

(n为正整数)

T=0.5s时,n=4,故A正确;

T=1.0s时,n=2,故B正确;

T=1.5s时,n=,故C错误;

T=2.0s时,n=1,故D正确;

故选C.

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题型: 多选题
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多选题

将一个力电传感器接到计算机上,可以测量快速变化的力.用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随时间变化的图象如图所示.由此图象提供的信息,判断正确的是(  )

At=0.2s时刻摆球正经过最低点

Bt=1.1s时摆球正处于最高点

C摆球摆动过程中机械能时而增大时而减小

D摆球摆动的周期约是T=0.6s

正确答案

A,B

解析

解:A、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,拉力最大,故此时摆球经过最低点,故A正确,B正确.

C、小球摆动的幅度逐渐减小,是阻尼振动,故机械能不断减小.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:AB.

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题型:填空题
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填空题

一弹簧振子,周期是0.5s,振幅为2cm,当振子通过平衡位置向右运动时开始计时,那么2秒内振子完成______次全振动,通过路程______cm,在2.4s末,振子位于平衡位置______侧,向______方向运动.

正确答案

4

32

解析

解:周期是0.5s,那么2秒内振子完成全振动的次数为:

一个周期振子运动的路程等于4倍振幅,所以振子通过的路程为:x=n×4A=4×4×2cm=32cm;

在2.4s末,振子经历:所以振子正在从左侧的最大位移处向平衡位置运动,所以在平衡位置的左侧,运动的方向向右.

故答案为:4,32,左,右

下一知识点 : 探究单摆的周期与摆长的关系
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