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点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 单摆的周期/2022-11-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

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点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,∠AOB=∠COB=α;α小于10°且是未知量.图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t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.试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息求:(g取10m/s2
(1)单摆的振动周期和摆长;
(2)摆球的质量;

魔方格

◎ 答案

(1)从F-t图线可知,单摆的周期T=0.4πs.
根据单摆的周期公式T=

L
g
得,
L=
gT2
4π2
=
10×0.16π2
4π2
m=0.4m

答:单摆的周期为0.4πs,摆长为0.4m.
(2)在最高点A,有Fmin=mgcosθ=0.495N
在最低点B,有Fmax=m
v2
L
+mg
从A到B,滑块机械能守恒,有mgR(1-cosθ)=
1
2
mv2

联立三式解得:m=0.05kg.
答:摆球的质量为0.05kg.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的…”主要考查了你对  【单摆的周期】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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