将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力,图甲中O点为单摆的悬点,现将小球(可视为质点)拉到A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球在竖直平面内的
题型:不详难度:来源:
将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力,图甲中O点为单摆的悬点,现将小球(可视为质点)拉到A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动,其中B点为运动中最低位置。∠AOB=∠COB=α,α小于10°且是未知量,图乙表示由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的曲线,且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻,据力学规律和题中信息(g取10m/s2),求:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109225038-99048.jpg) (1)单摆的周期和摆长; (2)摆球质量及摆动过程中的最大速度. |
答案
(1)0.4πs 0.4m (2)0.05kg 0.283m/s |
解析
试题分析:(1)由图乙可知:单摆周期T=0.4πs 由公式T=2π 可求得摆长l=0.4m. (2)mgcosα=Fmin=0.495N mg(l-lcosα)=![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109225038-27774.png) Fmax-mg=![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109225039-76686.png) 解得m=0.05kg,vm≈0.283m/s. 点评:解决本题的关键掌握单摆的运动规律,知道单摆的周期公式,以及会灵活运用动能定理、牛顿定律解题. |
举一反三
秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千A.在下摆过程中 | B.在上摆过程中 | C.摆到最高点时 | D.摆到最低点时 |
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如图,在:半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧,放置于竖直平面内,两端点距最低点高度差H为1cm。将小环置于圆弧端点并从静止释放,小环运动到最低点所需的最短时间为____s,在最低点处的加速度为____m/s2。(取g=10m/s2)
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109225027-32213.jpg) |
利用单摆测量某地的重力加速度,现测得摆球质量为m,摆长为L,通过传感器测出摆球运动时位移随时间变化的规律为 ,则该单摆的振动周期为 ,该处的重力加速度g= ;若减小振幅A,则周期 (选填“增大”、“减小”或“不变”). |
用单摆可以测定重力加速度。摆长为 的单摆在偏角很小时的摆动,可以看成是简谐运动,其固有周期T=__________,由此可得g=__________。只要测出摆长l和周期T,即可计算出当地的重力加速度值。如图所示,让刻度尺的零点对准摆线的悬点,摆线竖直下垂。若摆球直径为2.00cm,则单摆的摆长 =__________cm。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109225021-21152.jpg) |
(1)两个相同的单摆静止于平衡位置,使摆球分别以水平初速v1、v2(v1>v2)在竖直平面内做小角度摆动,它们的频率与振幅分别为f1,f2和A1,A2,则( )A.f1>f2 A1=A2 | B.f1<f2 A1=A2 | C.f1=f2 A1>A2 | D.f1=f2A1<A2 | (2)一束光波以45°的入射角,从AB面射入如图所示的透明三棱镜中,棱镜折射率n=.试求光进入AB面的折射角,并在图上画出该光束在棱镜中的光路.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109225014-73628.jpg) |
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