2022年高中物理第1章机械振动第4节探究单摆的振动周期课后实践导练粤教版选修

2022年高中物理第1章机械振动第4节探究单摆的振动周期课后实践导练粤教版选修 课标基础1下列关于单摆的说法，正确的是()A单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处时的位移为A(A为振幅)，从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为AB单摆摆球的回复力等于摆球所受的合外力C单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力D单摆摆球经过平衡位置时加速度为零【解析】简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点的，摆球在正向最大位移处时位移为A，在平衡位置时位移应为零，A错摆球的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，合外力在摆线方向的分力提供向心力，B错、C对摆球经过最低点(摆动的平衡位置)时回复力为零，但向心力不为零，所以合外力不为零，加速度也不为零，D错【答案】C2单摆原来的周期为T，下列哪种情况会使单摆周期发生变化()A摆长减为原来的B摆球的质量减为原来的C振幅减为原来的D重力加速度减为原来的【解析】由单摆周期公式可知周期仅与摆长、重力加速度有关【答案】AD3如图1411所示，在两根等长的细线下悬挂一个小球(体积可忽略)组成了所谓的双线摆，若摆线长为l，两线与天花板的左右两侧夹角为，当小球垂直纸面做简谐运动时，周期为()图1411A2 B2C2 D2【解析】这是一个变形的单摆，可以用单摆的周期公式T2.但注意此处的l与题中的摆线长不同，公式中的l指质点到悬点(等效悬点)的距离，即做圆周运动的半径单摆的等效摆长为lsin ，由周期T22，故选D.【答案】D4如图1412所示，A、B分别为单摆做简谐运动时摆球的不同位置其中，位置A为摆球振动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中()图1412A位于B处时动能最大B位于A处时势能最大C在位置A的势能大于在位置B的动能D在位置B的机械能大于在位置A的机械能【解析】根据单摆振动过程中动能与势能转化及机械能守恒知：单摆位于最低点动能最大，位于最高点势能最大，所以A选项错，B选项正确；当以最低点为重力势能零点，则在位置A的势能等于在位置B的动能和势能之和，即EpAEkBEpB，所以EpAEkB，C正确，D错误【答案】BC5如图1413所示，光滑槽的半径R远大于小球运动弧长今有两个小球(视为质点)同时由静止释放，其中甲球开始时离圆槽最低点O点远些，则它们第一次相遇的地点在()图1413AO点BO点偏左CO点偏右D无法确定，因为两小球质量关系未定【解析】因光滑槽半径R远大于小球运动的弧长，甲、乙两球由静止释放后均做类似于单摆的简谐运动，它们到达最低点所用的时间均为t ，故甲、乙两球第一次相遇在O点，A正确【答案】A能力提升6甲、乙两个单摆在同一地方做简谐运动的图象如图1414所示，由图可知()图1414A甲和乙的摆长一定相同B甲的摆球质量一定较小C甲和乙的摆角一定相等D在平衡位置时甲、乙摆线受到的拉力一定相同【解析】由图象可知周期相等，因T2 ，故两单摆摆长相等，A正确；单摆做简谐运动时摆动周期与摆球质量、摆角无关，故B、C错误；因不知摆球质量和摆角大小，故D错误【答案】A7如图1415所示，摆长为l的单摆安置在倾角为的光滑斜面上，设重力加速度为g，这个单摆的振动周期T等于多少？图1415【解析】当摆球在O相对斜面静止时Fmgsin ，故单摆振动等效加速度为gsin ，所以周期为T2 【答案】2考向观摩8两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(v1v2)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()Af1f2，A1A2 Bf1A2 Df1f2，A1A2【解析】单摆的频率由摆长决定，摆长相等，频率相等，所以A、B错误；由机械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以C正确，D错误【答案】C创新探究9如图1416所示为演示沙摆振动图象的实验装置和实验结果沙摆的摆动可看作简谐运动若手拉纸的速率为0.2 m/s，由刻度尺上读出图线的尺寸，计算这个沙摆的摆长(图中单位为cm)图1416【解析】由题图所给的实验结果可知，沙摆摆动一个周期的时间内木板发生的位移为x43 cm12 cm31 cm0.31 m沙摆摆动的周期为T s1.55 s由T2 得l m0.60 m.【答案】0.60 m