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- 2021-05-24 发布
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11.4单摆
1.单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型,其理想化条件是( )
A.摆线质量不计
B.摆线长度不伸缩
C.摆球的直径比摆线长度短得多
D.只要是单摆的运动就是一种简谐运动
答案: ABC
2.如图所示是一个单摆(α<10°),其周期为T,则下列说法正确的是( )
A.把摆球质量增加一倍,则周期变小
B.把偏角α变小时,周期也变小
C.摆球由O→B→O,运动的时间为T
D.摆球由O→B→O,运动的时间为
答案: D
3.如图所示为演示简谐运动的沙摆,已知摆长为l,漏斗的质量为m,细沙的质量为M,M≫m,细沙逐渐下漏的过程中,单摆的周期( )
A.不变 B.先变大后变小
C.先变小后变大 D.逐渐变大
答案: B
4.宇航员将一个单摆带到某一行星上去,发现该单摆在这颗行星表面的振动周期是它在地球上的2倍.以g0表示地球表面的重力加速度,以g表示这颗行星表面上的重力加速度,则( )
A.g∶g0=1∶4 B.g∶g0=4∶1
C.g∶g0=1∶2 D.g∶g0=2∶1
答案: A
5.摆长为l的单摆做简谐运动,若从某时刻开始计时(即取作t=0),当振动至t= 时,摆球恰具有负向最大速度,则单摆的振动图象是( )
答案: D
6.如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象,则( )
A.甲、乙两个摆的摆长之比为2∶1
B.甲、乙两个摆的周期之比为2∶1
C.甲、乙两个摆的振幅之比为2∶1
D.甲、乙两个摆的偏角之比为2∶1
答案: BC
7.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下表.用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数见下图,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.
数据组编号
摆长/mm
摆球质量/g
周期/s
1
999.3
32.2
2.0
2
999.3
16.5
2.0
3
799.2
32.2
1.8
4
799.2
16.5
1.8
5
501.1
32.2
1.4
6
501.1
16.5
1.4
答案: (1)是 (2)是 (3)否 20.684(20.683~20.685) 摆长
8.某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:
(1)用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为________cm.
(2)小组成员在实验过程中,有如下说法,其中正确的是______.(填选项前的字母)
A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角,并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为
C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D.选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小
答案: (1)0.97 (2)C
9.如图所示是两个单摆的振动图象.
(1)甲、乙两个摆的摆长之比是多少?
(2)以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向,从t=0起,乙第一次达右方最大位移时,甲振动到了什么位置?向什么方向运动?
答案: (1)1∶4 (2)甲振动到周期,位于平衡位置.此时甲向左方运动.
10.如图所示,MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分,把小球A放在MN的圆心处,再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的B处,今使两球同时自由释放,则在不计空气阻力时有( )
A.A球先到达C点
B.B球先到达C点
C.两球同时到达C点
D.无法确定哪一个球先到达C点
答案: A
11.如图所示,甲、乙是摆长相同的两个单摆,它们中间用一根细线相连,其中一摆的摆线与竖直方向成θ(θ<5°)角.已知甲的质量大于乙的质量.当细线突然断开后,两物块都做简谐运动,在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A.甲的振幅小于乙的振幅
B.甲的振幅等于乙的振幅
C.甲的最大速度小于乙的最大速度
D.甲的运动周期大于乙的运动周期
答案: AC
12.将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂,下端系上质量为m的物块.将物块向下拉离平衡位置后松开,物块上下做简谐运动,其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期.请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T.
解析: 单摆周期公式为T=2π
由力的平衡条件知道kl=mg
联立解得T=2π
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