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题型:简答题
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简答题

某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为,弹簧的弹性势能公式为(式中k为弹簧的劲度系数,m为振子的质量,x为弹簧的形变量).为了验证弹簧的弹性势能公式,他设计了如图甲所示的实验:轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端,另一端连接一个质量为M的滑块,滑块上竖直固定一个挡光条,每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时,传感器B因接收不到光线就产生一个电信号,输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形;开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束.在木板的另一端有一个弹簧枪,一个质量为m弹丸以某一速度水平发射,弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动.

(1)系统振动过程中,在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示,由图可知该系统的振动周期大小为多少?

(2)如果再测出滑块振动的振幅为A,周期设为T,利用资料上提供的两个公式,结合实验中给出的已知条件求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能EP为多少?

正确答案

解析

解:(1)滑块离开平衡位置以后,第二次到达平衡位置的时间间隔为一个周期.由图乙可知,振动周期的大小为2T0

故该系统的振动周期的大小为2T0

    (2)由T=

得:

因为,振幅为A,所以最大弹性势能为,将K值代入

得:

故系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为

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题型: 单选题
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单选题

下列有5种关于小孩子荡秋千的说法,其中说法正确的是(  )

①重一些的孩子荡秋千,它摆动的频率会更大些

②孩子在秋千达到最低点处有失重的感觉

③拉绳被磨损了的秋千,绳子最容易在最低点断

④自己荡秋千想荡高一些,可以在两侧最高点迅速站起,提高重心,增加势能,并在下摆时蹲下

⑤荡秋千时,要想摆幅变大,必须有人帮助推动.

A①②

B③④

C②④

D③⑤

正确答案

B

解析

解:①、秋千摆动的周期跟摆长有关,与质量无关,所以频率与小孩的质量无关,故①错误;

②、在最低点,向心力方向向上,压力大于重力,有超重的感觉,故②错误;

③、根据向心力公式可知,在最低点绳子受到的拉力最大,所以拉绳被磨损了的秋千,绳子最容易在最低点断开,故③正确;

④、自己荡秋千想荡高一些,必须要提高重力势能,则要在两侧最高点提高重心,增加势能.故④正确,⑤错误;

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

一单摆的摆长l=98cm,在t=0时,正从平衡位置向右运动,取g=9.8m/s2,则当t=1.2s时,下列关于摆球的运动描述,正确的是 (  )

A正向左做减速运动,加速度正在增加

B正向左做加速运动,加速度正在减小

C正向右做减速运动,加速度正在增加

D正向右做加速运动,加速度正在减小

正确答案

A

解析

解:该单摆的周期:T=2π≈2s,计时开始时摆球经过平衡位置向右运动,当t=1.2s时,0.5T<t<0.75T,此时小球正在从平衡位置向左侧的最大位置运动,位移正在增大,所以加速度正在增大,速度正在减小,向左做减速运动.故选项A正确.

故选:A

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题型: 多选题
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多选题

如图所示的单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞并粘接在一起,且摆动平面不变.已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h,摆动的周期为T,a球质量是b球质量的5倍,碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半.则碰撞后(  )

A摆动的周期为

B摆动的周期为T

C摆球的最高点与最低点的高度差为0.3h

D摆球的最高点与最低点的高度差为0.25h

正确答案

B,D

解析

解:A、单摆的周期与摆球的质量无关,只决定于摆长和当地的重力加速度.所以A错误.

B、由A分析知,B正确

C、在a球向下摆的过程中,只有重力做功,机械能守恒.

有:Mgh=

a、b两球碰撞过程时间极短,两球组成的系统动量守恒.

所以有 Mv1-m•2v1=(M+m)v2

碰撞后摆动过程中,机械能守恒,

所以有:(M+m)

gh′=(M+m)

整理得:

所以h‘=0.25h.

故C错误

D、由C分析知,D正确.

故选:BD

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题型: 单选题
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单选题

如图甲所示,一个单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时,相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示.不计空气阻力,g取10m/s2.对于这个单摆的振动过程,下列说法不正确的是(  )

A单摆的摆长约为1.0 m

B单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sin(πt)cm

C从t=0.5 s到t=1.0 s的过程中,摆球的重力势能逐渐增大

D从t=1.0 s到t=1.5 s的过程中,摆球所受回复力逐渐增大

正确答案

C

解析

解:A、由公式T=2π=2s,代入得到L=1m.故A正确.

B、由振动图象读出周期T=2s,振幅A=8cm,由ω=得到角频率ω=πrad/s,则单摆的位移x随时间t变化的关系式为Asinωt=8sin(πt)cm.故B正确.

C、从t=0.5 s到t=1.0 s的过程中,摆球从最高点运动到最低点,重力势能减小.故C错误.

D、从t=1.0 s到t=1.5 s的过程中,摆球的位移增大,回复力增大.故D正确.

本题选错误的,故选:C

下一知识点 : 探究单摆的周期与摆长的关系
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