- 单摆
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已知在单摆a完成10次全振动的时间内,单摆b完成6次全振动,两摆长之差为1.6m,则两单摆摆长la与lb分别为( )
正确答案
解析
解:设甲完成10次全振动所经历的时间为t,则
Ta=,Tb=
得到Ta:Tb=3:5
又因为T=2π,所以Ta=2π
,
Tb=2π=2π
,
可解得:La=0.9m;Lb=2.5m,故ACD错误,B正确.
故选:B.
有一单摆,在山脚下测得周期为T1,移到山顶测得周期为T2,设地球半径为R,则山的高度为______.
正确答案
解析
解:设单摆的摆长为L,地球的质量为M,则据万有引力定律可得地面的重力加速度和高度为h时的重力加速度分别为:
g=①
g′=②
方程左右两边相除得:=
③
据单摆的周期公式可知T1=2π④
T2=2π⑤
两边相比得:=
即=
=
⑥
得:h=R
故答案为:R.
已知单摆摆长为L,悬点正下方
处有一个钉子.让摆球做小角度摆动,其周期将是多大( )
正确答案
解析
解:摆长为L的单摆的周期为:
摆长为的单摆的周期为:
故小球完成一次全振动的时间为:T″=(T+T′)=
+
=1.5π
故选:B
当圆锥摆的摆长L一定时,则圆锥摆运动的周期T与摆线和竖直线之间夹角θ的关系是( )
正确答案
解析
解:圆锥摆中,对小球受力分析,如图:
根据牛顿第二定律,得:
mgtanθ=m
解得:
T=2π;
故角θ越小,周期T越长;
故选:A.
甲、乙两个单摆摆长相等,将两个单摆的摆球由平衡位置拉开,使摆角α甲>α乙(α甲、α乙都小于5°),由静止开始释放,则( )
正确答案
解析
解:据单摆的周期公式T=2π知,单摆的周期与摆球的质量和摆角无关,当摆长相同时,其周期相同,所以从静止释放能同时到达平衡位置,故ABD错误,C正确.
故选:C
一个单摆由甲地移到乙地后,发现走时变快了,其变快的原因及调整的方法是( )
正确答案
解析
解:根据单摆的周期公式,知摆钟变快了,则周期变短了,说明乙地的重力加速度大于甲地的重力加速度,即g乙>g甲;
为了增大周期,可以增大摆长;故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
若单摆做简谐运动的摆长不变,摆球的质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时的速度减为原来的,则单摆振动的( )
正确答案
解析
解:由单摆的周期公式T=2,可知,单摆摆长不变,则周期不变,频率不变;
振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量,由EK=mv2可知,摆球经过平衡位置时的动能不变,因此振幅变小,最大重力势能不变,所以BC正确,AD错误.
故选:BC.
一个质量为m的小球在半径为R的光滑圆弧槽上来回运动(如图),圆弧槽的长度l<<R.为了使小球振动的频率变为原来的
,可以采用的办法是( )
正确答案
解析
解:在小球来回运动的过程中,因l<<R,所以小球的运动是简谐运动,其摆长为R,则其运动周期为:T=2π.
A、将R减小为原来的,周期变为原来的原来的
,频率则为原来的2倍.选项A错误.
B、将R增大为原来的4倍,周期变为原来的2倍,频率则为原来的,选项B正确.
C、将圆弧长l增大为原来的4倍,不会改变小球运动的周期和频率,选项C错误.
D、小球的周期和频率与质量没有关系,所以改变小球的质量,不会改变其运动的周期和频率,选项D错误.
故选:B
如图所示,M、N分别为两个振动质点的振动图象,
(1)M、N两振动质点的振动频率之比为______.
(2)如果这是两个单摆的振动图象,且M、N摆球的质量比为1:2,则同一地点摆长之比为______.
正确答案
2:1
1:4
解析
解:由图象可以看出周期之比为1:2
频率等于周期的倒数,故频率之比为:2:1;
如果这是单摆的振动图象,则两单摆的周期之比为1:2
根据单摆周期公式:T=2π
得:L=
则:=
=
故答案为:2:1,1:4.
如图所示,一个光滑的圆弧形槽半径为R,圆弧所对的圆心角小于5°.AD的长为s,今有一小球m1以沿AD方向的初速度v从A点开始运动,要使小球m1可以与固定在D点的小球m2相碰撞,那么小球m1的速度v应满足什么条件?
正确答案
解析
解:把m1的运动分成两个分运动,其一是沿AD方向的匀速运动,其二是沿AB圆弧的运动,实际相当于摆长等于圆弧槽半径的单摆运动,
所以周期:T=2π
小球m1沿AD方向的分运动为匀速直线运动:s=vt
t=nT=2πn(n=1,2,3…)
解得:v=(n=1,2,3…)
答:小球m1的速度v应满足(n=1,2,3…)时,才能使其恰好碰到小球m2.
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