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题型: 单选题
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单选题

如图所示,质量为m的弹丸以速度v0水平向右射中质量为M的静止的单摆摆球,使其摆动,当摆球摆动经最低点时,又被另一颗完全相同的弹丸仍以对地速度v0向右击中.两次击中后弹丸均未穿出摆球.已知摆长为L,击中后单摆的运动可视为简谐振动,则第2次击中后不可能出现的情况是(  )

A由摆球(2m+M)组成的单摆静止

B摆球(2m+M)向右摆动,最大速度等于

C机械能一定增加,摆动幅度一定增大

D从开始摆动到第2次击中时,单摆运动了nπs (n=1,2,3,…)

正确答案

C

解析

解:

A、B、取向右为正方向.第一颗击中摆球的过程,由子弹和摆球组成的系统动量守恒得:

  mv0=(M+m)v1,得 v1=

若当摆球向右经最低点时,被另一颗完全相同的弹丸击中,则由系统的动量守恒得:

  (M+m)v1+mv0=(2m+M)v2

联立得 v2=

若当摆球向左经最低点时,被另一颗完全相同的弹丸击中,则由系统的动量守恒得:

(M+m)v1-mv0=(2m+M)v2

联立得 v2=0

故由摆球(2m+M)组成的单摆可能静止,最大速度可能等于.故AB正确.

C、由于系统克服阻力做功,系统的机械能一定减少,机械能增大不可能,故C错误.

D、子弹击中后单摆的运动可视为简谐振动,从开始摆动到第2次击中时,单摆运动的时间为 t=n•=nπ,(n=1,2,3,…),故D正确.

本题选不可能的,故选:C

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题型:简答题
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简答题

地球附近周期为2s的单摆通常叫秒摆,

(1)计算秒摆的摆长:

(2)若将该单摆放在月球上,它的周期为多少?(已知g=9.8m/s2,g=

正确答案

解析

解:(1)根据单摆的周期公式T=2π,有:

L==≈1m

(2)秒摆移动到月球上的周期:

T′=2π=2×3.14×≈4.9s

答:(1)秒摆的摆长为1m;

(2)若将该单摆放在月球上,它的周期为4.9s.

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题型:简答题
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简答题

如果一个单摆做半个全振动所用的时间是1s,这个单摆就叫做秒摆.北京的自由落体加速度是9.8m/s2,求北京的秒摆摆长是多少?(取π2=10)

正确答案

解:据题意可知:T=2s,g=9.8m/s2

得:

答:北京的秒摆摆长是0.98m.

解析

解:据题意可知:T=2s,g=9.8m/s2

得:

答:北京的秒摆摆长是0.98m.

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题型:简答题
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简答题

两个单摆甲和乙,它们的摆长之比为4:1,若它们在同一地点做简谐运动,则它们的周期之比T:T=______,在甲摆完成10次全振动的时间内,乙摆完成的全振动次数为______

正确答案

解:根据单摆的周期公式T=2π 知,摆长之比为4:1,则周期之比为2:1,所以频率之比为1:2.

而甲摆完成10次全振动的时间内,则乙摆完成的全振动次数为20次,

故答案为:2:1; 20.

解析

解:根据单摆的周期公式T=2π 知,摆长之比为4:1,则周期之比为2:1,所以频率之比为1:2.

而甲摆完成10次全振动的时间内,则乙摆完成的全振动次数为20次,

故答案为:2:1; 20.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,ACB为光滑弧形槽,弧形槽半径为R,R>>,甲球从弧形槽的球心处自由落下,乙球从A点由静止释放,问:

(1)两球第1次到达C点的时间之比.

(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时乙球从圆弧左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇,则甲球下落的高度h是多少?

正确答案

解:(1)甲球做自由落体运动,,所以有:

乙球沿圆弧第1次到达C处的时间为:

所以,

(2)设甲球从离弧形槽最低点h高处开始自由下落,

由于乙球运动的周期性,所以乙球到达最低点时间为

由甲、乙相遇t=t知:

答:(1)两球第1次到达C点的时间之比是

(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时乙球从圆弧左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇,则甲球下落的高度 (n=0、1、2、…).

解析

解:(1)甲球做自由落体运动,,所以有:

乙球沿圆弧第1次到达C处的时间为:

所以,

(2)设甲球从离弧形槽最低点h高处开始自由下落,

由于乙球运动的周期性,所以乙球到达最低点时间为

由甲、乙相遇t=t知:

答:(1)两球第1次到达C点的时间之比是

(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲,让其自由下落,同时乙球从圆弧左侧由静止释放,欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇,则甲球下落的高度 (n=0、1、2、…).

下一知识点 : 探究单摆的周期与摆长的关系
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