有一测量微小时间差的装置,是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成.两个单摆摆动平面前后相互平行.(1)现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0
题型:不详难度:来源:
有一测量微小时间差的装置,是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成.两个单摆摆动平面前后相互平行. (1)现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0 s和49.0 s,则两单摆的周期差ΔT=____________ s; (2)某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差,具体操作如下:把两摆球向右拉至相同的摆角处,先释放长摆摆球,接着再释放短摆摆球,测得短摆经过若干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,由此可得出释放两摆的微小时间差.若测得释放两摆的时间差Δt=0.165 s,则在短摆释放____________ s(填时间)后,两摆恰好第一次同时向____________(填方向)通过____________ (填位置); (3)为了能更准确地测量微小的时间差,你认为此装置还可以做的改进是______________. |
答案
(1)0.02 (2)8.085 左平衡位置 (3)增大两摆摆长,同时使周期之差减小 |
解析
此题做法从物理学原理方面来说,有点类似于游标卡尺,由于两摆的周期之差为0.02 s,所以摆动一个周期时间内相差0.02 s,要使两摆球第一次同时同方向通过某位置,必然两摆球振动的位相是一样的,所以要把0.165 s在n次周期内分配完,则求得n=8.25,所以两摆球振动次数为8.25,则同时达到左边最高点(因它们都是从右边开始释放).短摆运动时间为8.25×0.98 s=8.085 s. 用公式表示,设长摆运动时间为t,则为ω1t=ω2(t-Δt),代入数据有:0.02t=0.165,解得t="8.25" s,因长摆的周期为1 s,故长摆的振动次数也为8.25,此时位置为平衡位置且向左运动,短摆运动时间为8.25-0.165 s="8.085" s. |
举一反三
有一单摆,在地球表面为秒摆,已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的1/6. (1)将该单摆置于月球表面,其周期多大? (2)若将摆长缩短为原来的1/2,在月球表面时此摆的周期多大? (3)该秒摆的摆长多少?(g="9.8" m/s2) |
一架摆钟,在某地使用时发现,摆长为l1时,每天快t时间;摆长为l2时,每天慢t时间.试分析计算摆长l多大时,这架摆钟才能准确计时. |
两个同学想测一下单摆的周期,来验证一下T=2π 是否正确,可是现在只有尼龙细线、钢球、刻度尺等物品,找不到计时器.他们利用现有仪器能否测出单摆的周期? |
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109230401-96127.jpg) 如图,一颗子弹水平射入一原来静止的单摆摆球并留在摆球内,结果单摆开始做简谐运动,其振动图线如图所示。已知子弹的质量为m=10g,摆球质量M=10kg。那么根据力学规律和题中(包括图)提供的信息,对反映振动系统本身性质的物理量、子弹以及子弹和摆球一起运动过程中的守恒量,你能得到那些定量的结果?(g=10m/s2) |
用相同质量的球做一个弹簧振子和一个单摆,它们运动的周期相同,均为T0.若均换用质量较大(仍相同)的球,设弹簧振子的周期变为T1,单摆的周期变为T2,则有A.T1>T2,T2>T0 | B.T1<T0,T2<T0 | C.T1=T0,T2=T0 | D.T1>T0,T2=T0 |
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