- 单摆周期公式
- 共1307题
一个摆长为L1的单摆,在地面上做简谐运动,周期为T1,已知地球质量为M1,半径为R1.另一个摆长为L2的单摆,在质量为M2、半径为R2的星球表面做简谐运动,周期为T2.若T1=2T2,L1=4L2,M1=4M2,求地球半径与星球半径之比R1:R2为多少?
正确答案
解:由单摆周期公式T=2π 可知:
T1=2π,T2=2π
,
由于T1=2T2,l1=4l2,
故g1=g2;
设星球表面的物体质量为m,
则G=mg,g=
,
由于g1=g2,
故=
,
=
=
=
;
答:地球半径与星球半径之比为2:1.
解析
解:由单摆周期公式T=2π 可知:
T1=2π,T2=2π
,
由于T1=2T2,l1=4l2,
故g1=g2;
设星球表面的物体质量为m,
则G=mg,g=
,
由于g1=g2,
故=
,
=
=
=
;
答:地球半径与星球半径之比为2:1.
如图所示,光滑圆弧槽半径为R,A为最低点,C到A的距离远远小于R,若同时释放小球B、C,要使两小球B和C在A点相遇(小球B和C可视为质点),问:小球B到A点的距离H应满足什么条件?
正确答案
解:对B球,有:
H=
解得:
t=
对C球,周期为:
T=2π
故t′=n+
=(
)×2π
=(n+
)π
由于t=t′,故:
=(n+
)π
解得:
H= (其中:n=0、1、2、3…)
答:小球B到A点的距离H应满足H= (其中:n=0、1、2、3…).
解析
解:对B球,有:
H=
解得:
t=
对C球,周期为:
T=2π
故t′=n+
=(
)×2π
=(n+
)π
由于t=t′,故:
=(n+
)π
解得:
H= (其中:n=0、1、2、3…)
答:小球B到A点的距离H应满足H= (其中:n=0、1、2、3…).
已知某单摆在地面处的周期为T0,当拿到某座山的山顶处时,测得周期为T已知地球的半径为R,求此山的高度.
正确答案
解:在海平面处,根据万有引力等于重力得:,
则有:T0=2,
在高山上,根据万有引力等于重力得:,
则有:T=2π,
联立解得:h=(-1)R.
答:山的高度为(-1)R
解析
解:在海平面处,根据万有引力等于重力得:,
则有:T0=2,
在高山上,根据万有引力等于重力得:,
则有:T=2π,
联立解得:h=(-1)R.
答:山的高度为(-1)R
某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作,请判断是否恰当(填“是”或“否”).
①把单摆从平衡位置拉开约5°释放;______
②在摆球经过最低点时启动秒表计时;______
③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期.______
该同学改进测量方法后,得到的部分测量数据见表.用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数见图.该球的直径为______mm.根据表中数据可以初步判断单摆周期随______的增大而增大.
正确答案
解:①为了让单摆做简谐运动,应让单摆从平衡位置拉开约5°释放,故该操作恰当.
②单摆通过最低点的速度最快,为了减小测量时间的误差,应在平衡位置开始计时.故该操作恰当.
③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期,误差比较大,需要测量多次全振动的时间求平均值求出单摆的周期.故该操作不恰当.
螺旋测微器的固定刻度读数为20.5mm,可动刻度读数为0.01×18.5mm=0.185mm,所以最终读数为20.685mm.
从表格中数据看出,摆长变大时,单摆的周期变大.
故答案为:是,是,否,20.685,单摆摆长
解析
解:①为了让单摆做简谐运动,应让单摆从平衡位置拉开约5°释放,故该操作恰当.
②单摆通过最低点的速度最快,为了减小测量时间的误差,应在平衡位置开始计时.故该操作恰当.
③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期,误差比较大,需要测量多次全振动的时间求平均值求出单摆的周期.故该操作不恰当.
螺旋测微器的固定刻度读数为20.5mm,可动刻度读数为0.01×18.5mm=0.185mm,所以最终读数为20.685mm.
从表格中数据看出,摆长变大时,单摆的周期变大.
故答案为:是,是,否,20.685,单摆摆长
如图所示为一双线摆,它是在水平天花板上用两根细线悬挂一小球构成的.已知线AC长为L,AC与水平方向成37°角,线BC与水平方向成53°角. 当小球在垂直于两细线所在平面的竖直平面内做小摆角振动(小于5°)时,周期为多少?
正确答案
解:单摆的小角度摆动是简谐运动,摆长为:
l=Lsin37°
故单摆的周期为:
答:单摆的周期为:.
解析
解:单摆的小角度摆动是简谐运动,摆长为:
l=Lsin37°
故单摆的周期为:
答:单摆的周期为:.
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