物理人教版 (2019)4 单摆作业ppt课件

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1.(2023山东枣庄三中高二期中)甲、乙两个单摆的振动图像如图所示,以下说法正确的是(　　)A.甲、乙两个摆的频率之比为1∶1B.甲、乙两个摆的频率之比为1∶2C.甲、乙两个摆的摆长之比为4∶1D.甲、乙两个摆的摆长之比为1∶4
2.已知单摆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1.6 m,则两单摆长la与lb分别为(　　)A.la=2.5 m,lb=0.9 mB.la=0.9 m,lb=2.5 mC.la=2.4 m,lb=4.0 mD.la=4.0 m,lb=2.4 m
3.下列关于单摆周期的说法正确的是(　　)A.用一个装满沙的漏斗和长细线做成一个单摆,在摆动时沙从漏斗中缓慢漏出,周期不变B.只将摆球的质量增大,单摆振动周期增大C.将摆由赤道移到北极,单摆振动周期减小D.将单摆的摆角由3°增加到5°(不计空气阻力),单摆的周期减小
解析 沙从漏斗中缓慢漏出时,等效摆长变化,周期变化,选项A错误;单摆的振动周期与摆球的质量无关,选项B错误;单摆由赤道移到北极,重力加速度增大,则周期减小,选项C正确;在摆角很小时,单摆的周期与摆角大小无关,选项D错误。
4.对于做简谐运动的单摆,下列说法正确的是(　　)A.在位移为正的区间,速度和加速度都一定为负B.当位移逐渐增大时,回复力逐渐增大,振动的能量也逐渐增大C.摆球经过平衡位置时,速度最大,势能最小,摆线所受拉力最大D.摆球在最大位移处时,速度为零,处于平衡状态
解析 在位移为正的区间,回复力F=-kx为负,加速度为负,但速度可正可负,选项A错误;当位移增大时,回复力增大,振动的能量不变,选项B错误;平衡位置为摆球最低位置,摆球经过平衡位置时,速度最大,势能最小,由 知,在平衡位置摆线所受拉力最大,选项C正确;摆球在最大位移处,速度为零,但加速度不为零,并不处于平衡状态,选项D错误。
5.质量相同的甲、乙两小球用细线系于同一根水平杆上,两小球做简谐运动的图像如图所示,则(　　)
A.两小球经过平衡位置时速度一样大B.运动过程中最大加速度甲的大C.两小球摆动过程中最大摆角乙的大D.运动过程中甲的机械能小于乙的机械能
6.如图所示,将一个摆长为l的单摆放在一个光滑的倾角为α的斜面上,其摆角为θ,重力加速度为g,已知摆球质量为m,下列说法正确的是(　　)
A.摆球做简谐运动的回复力为mgsin θsin αB.摆球做简谐运动的回复力为mgsin θC.摆球做简谐运动的周期为D.摆球在运动过程中,经平衡位置时,线的拉力为mgsin α
解析 本题模型类似单摆模型,回复力由重力的下滑分力的切向分量提供,重力的下滑分力为mgsin α,下滑分力的切线分力为mgsin αsin θ,A正确,B错误;由于类似单摆模型,等效重力加速度为gsin α,故周期为 ,故C错误;摆球在运动过程中,经平衡位置时,线的拉力和重力的下滑分力的合力提供向心力,故FT-mgsin α= ,故FT>mgsin α,D错误。
7.图甲是一个单摆振动的情形,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的最远位置,以摆球向右运动为向正方向运动,图乙是这个单摆的振动图像,根据图像回答:
(1)单摆振动的频率是多大?(2)开始时刻摆球在何位置?(3)若当地的重力加速度为10 m/s2,则这个单摆的摆长是多少?
答案 (1)1.25 Hz　(2)B位置　(3)0.16 m
(2)由题图可知,开始时刻摆球位移为负向最大,故开始时刻摆球位于B位置。
8.半径为R的光滑球面,已知圆弧AB≪R,且A、B等高,其中B点和圆弧最低点之间由光滑斜面相连,现有三个小球,甲球从A点由静止释放沿圆弧下滑,乙球从B点由静止释放沿斜面下滑,丙球从圆心O点由静止释放,若三个小球同时释放,则下列说法正确的是(　　)
A.甲球最先运动到圆弧最低点B.乙球最先运动到圆弧最低点C.丙球最先运动到圆弧最低点D.三个小球同时到达圆弧最低点
9.(多选)如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一小球(小球可以看成质点)。在O点正下方,距O点 处的P点固定一颗小钉子。现将小球拉到点A处,轻绳被拉直,然后由静止释放小球。点B是小球运动的最低位置,点C(图中未标出)是小球能够到达的左方最高位置。已知点A与点B之间的高度差为h,h≪l,A、B、P、O在同一竖直平面内。当地的重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是(　　)
A.点C与点B高度差小于hB.点C与点B高度差等于hC.小球摆动的周期等于D.小球摆动的周期等于
10.摆长为l的单摆做简谐运动,若从某时刻开始计时(取t=0),当振动至 时,摆球恰具有负向最大速度,则单摆的振动图像是(　　)
11.(2023山东青岛高二期末)图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像,其中F的最大值Fmax=1.02 N,已知摆球质量m=100 g,重力加速度g取9.8 m/s2,π2取9.8,不计摆线质量及空气阻力。求:
(1)单摆的周期和频率;(2)单摆的摆长。