- 单摆
- 共2503题
(1)两列相干波在同一水平面上传播,某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示.图6中M是波峰与波峰相遇点,是凸起最高的位置之一.回答下列问题:
①由图6中时刻经T/4,质点M相对平衡位置的位移是______
②在图中标出的M、N、O、P、Q几点中,振动加强的点是______;振动减弱的点是______.
(2)一个理想的单摆,已知其周期为T.如果由于某种原因(如转移到其它星球)自由落体运动的加速度变为原来的1/2,振幅变为原来的1/3,摆长变为原来的1/4,摆球质量变为原来的1/5,它的周期变为______T.
正确答案
解析
解:(1)①M点此时是波峰与波峰相遇,当再经过周期时,均是平衡位置在此处相遇.故位移为零.
②当两列波出现干涉现象时,要产生干涉图样,加强线、减弱线彼此相间的稳定的干涉图样,在图中M点波峰与波峰相遇,是振动加强点.PQO点是波谷与波谷相遇点,是振动加强点;而N点是波峰与波谷相遇点,是振动减弱点.
(2)根据单摆的周期公式T=2π,重力加速度减小为
倍,摆长减小为
倍,故单摆周期减小为原来的
倍;
故答案为:(1)①0; ②M、O、P、Q,N;(2).
如图所示,在O点悬一根细长直杆,杆上穿着一个弹性小球A,用长为l的细线系着另一个小球B,上端也固定在O点,将B拉开,使细线偏离竖直方向一个小角度,将A停在距O点
处,同时释放,若B第一次回到平衡位置时与A正好相碰(g取10m/s2,π2取10),则( )
正确答案
解析
解:B、球B是单摆,根据单摆的周期公式,B第一次回到平衡位置过程的时间:
t==
球A匀加速下降,根据位移时间关系公式,有:
=
解得:
a=;故B正确;
A、C、D、球A匀加速下降,根据牛顿第二定律,有:
mg-f=ma
解得:
f=m(g-a)=0.6mg
故A错误,C正确,D错误;
故选:BC.
(2014春•连城县校级月考)关于单摆的运动有下列说法,正确的是( )
①单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力
②单摆的回复力是摆线的拉力与重力的合力
③单摆的周期与质量无关与振幅无关,与摆长和当地的重力加速度有关
④单摆做简谐运动的条件是摆角很小如小于5°
⑤在山脚下走时准确的摆钟移到高山上走时将变快.
正确答案
解析
解:①单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供.故①正确,②错误.
③根据T=知,单摆的周期与振幅和摆球的质量无关,与摆长和当地的重力加速度有关.故③正确.
④单摆做简谐运动的条件是摆角很小.故④正确.
⑤根据T=知,到高山上重力加速度较小,则周期较大,时钟变慢.故⑤错误.
则①③④正确.
故选:A
在单摆的摆角小于5°的情况下,为了增大其振动周期,可行的办法是( )
正确答案
解析
解:A、单摆的周期公式,增大摆球的质量和振幅,不影响周期的大小.故A、B错误.
C、根据单摆的周期公式知,减小单摆的摆长,可以减小周期.故C错误.
D、根据单摆的周期公式知,将单摆从山脚下移至山顶上,重力加速度减小,则周期增大.故D正确.
故选:D.
如图所示,ACB为光滑弧形槽,弧形槽半径为R,R远大于AB弧长,甲球从弧形槽的球心处自由落下,乙球从A点由静止释放,问两球第1次到达C点的时间之比.
正确答案
解析
解:甲球做自由落体运动,有:
乙球做简谐运动,有:
联立,解得:
答:两球第1次到达C点的时间之比为:π.
如图所示,带电金属小球用绝缘丝线系住,丝线上端固定,形成一个单摆.如果在摆球经过的区域加上如图所示的磁场,不计摩擦及空气阻力,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、不加磁场时,单摆的周期为T=2
当加上磁场时,合力的切向分量不变,故等效重力加速度为a=g;
根据单摆周期公式T=2π故A正确,B错误
C、在整个摆动过程中,洛伦兹力不做功,由动能定理可知,单摆的振幅不变,故C错误.
D、由于在整个过程中洛伦兹力不做功,当达到最大位移时,只受重力和绳子的拉力,故拉力不变,故D正确
故选AD
【选修模块3-4】
(1)下列说法中正确的是______.
A.激光是一种人工产生的相干光
B.雷达是利用超声波来测定物体位置的设备
C.相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关
D.交通警通过发射超声波测量车速,利用了波的干涉原理
(2)如图1所示是利用沙摆演示简谐运动图象的装置.当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线(图2)显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系,已知木板被水平拉动的速度为v,图1所示的一段木板的长度为d,重力加速度为g,漏沙时不计沙摆的重心变化.则这次实验沙摆的振动周期T=______,摆长L=______.
(3)某学习小组利用大色拉油圆桶(去掉上半部)、小石子A来测定水的折射率,如图3所示.当桶内没有水时,从某点B恰能看到桶底边缘的某点C;当桶内水的深度等于桶高的一半时,仍沿BC方向看去,恰好看到桶底上的小石子A,A在圆桶的底面直径CD上.用毫米刻度尺测得直径CD=16.00cm,桶高DE=12.00cm,距离AC=3.50cm.光在真空中的传播速度为c=3×108m/s,求水的折射率n和光在水中的传播速度v.
正确答案
解析
解:(1)A、激光是人工产生的相干光;故A正确.
B、雷达是利用电磁波来测定物体位置的设备,不是超声波;故B错误.
C、相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关;故C正确.
D、交通警察利用多普勒效应测量车速.故D错误.
故选:AC.
(2)由题,薄木板水平匀速运动,运动时间为:t=
由图看出,2T=t,得:T=.
根据单摆周期公式T=2π得:l=
=
故答案为:,
.
(3)光路图如图:
根据折射定律 有=
由公式 得
答:水的折射率n为,光在水中的传播速度v为2.25×108m/s.
小车在倾角为θ=37°的斜面上下滑,车上挂有一个摆长为1m的单摆,求在下面两种情况下该单摆做小角度摆动时的周期.
(1)小车在粗糙斜面上匀速下滑;
(2)小车在光滑斜面上加速滑下.
正确答案
解析
解:(1)小车在粗糙斜面上匀速下滑,处于平衡状态,
根据单摆振动周期公式T=2=2
=2s,
(2)小车在光滑斜面上加速滑下,根据牛顿第二定律,小车的加速度为a=gsin37°;
那么单摆振动周期公式T′=2=2
=2.6s;
答:(1)小车在粗糙斜面上匀速下滑,单摆做小角度摆动时的周期2s;
(2)小车在光滑斜面上加速滑下,单摆做小角度摆动时的周期2.6s.
如图所示,现把小球A由平衡位置O拉到其悬线与竖直方向成α角(α=5°,cosα=0.9875)轻轻释放,A球下摆时与静止在平衡位置的O点处的B球发生正碰,碰撞后两球速率相等,且等于碰前A球速率的
,碰撞后A球被弹回,B球向右在光滑水平轨道上运动,后又滑上倾角为30°的光滑斜轨道(轨道足够长).(已知摆长L=1m,g=10m/s2,π≈
)
(1)碰前的瞬间A球的速率多大?
(2)水平光滑轨道的长度x应满足什么条件才能使小球B从斜面上返回后正好与小球A在平衡位置O 处迎面相碰?
正确答案
解析
解:(1)碰撞前,对于A球,根据动能定理,得:
解得:
v0=0.5m/s
(2)B与A要在O点要迎面相碰,要满足经历时间为:
(n=0,1,2,3…)
根据单摆的周期公式,有:
即:(n=0,1,2,3…)
B碰撞后回到O点经历时间:
联立,解得:
m (n=0,1,2,3…)
答:(1)碰前的瞬间A球的速率为0.5m/s;
(2)水平光滑轨道的长度x应满足m (n=0,1,2,3…)才能使小球B从斜面上返回后正好与小球A在平衡位置O 处迎面相碰.
表征物体做简谐振动快慢的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、回复力F=-kx,是时刻变化的,与位移有关,故A错误;
B、振幅反映了振动的强弱,故B错误;
C、周期反映了振动的快慢,故C正确;
D、位移是偏离平衡位置的距离,是时刻变化的,最大位移等于振幅,反映振动的强度,故D错误;
故选:C.
扫码查看完整答案与解析