问题标题:
【如图9所示为一单摆及其振动图象,由图回答:图9(1)单摆的振幅为__________,频率为__________,摆长约为______;图中所示周期内位移x最大的时刻为______.(2)若摆球从E指向G为正方】
问题描述:
如图9所示为一单摆及其振动图象,由图回答:
图9
(1)单摆的振幅为__________,频率为__________,摆长约为______;图中所示周期内位
移x最大的时刻为______.
(2)若摆球从E指向G为正方向,α为最大摆角,则图象中O、A、B、C点分别对应单摆
中的__________点.一周期内加速度为正且减小,并与速度同方向的时间范围是
________.势能增加且速度为正的时间范围是__________.
(3)单摆摆球多次通过同一位置时,下述物理量变化的是()
A.位移 B.速度
C.加速度 D.动能
E.摆线张力
(4)若在悬点正下方O′处有一光滑水平细钉可挡住摆线,且=,则单摆周
期变为______s,挡后绳张力______.
李胜利回答:
(1)3cm 0.5Hz 1m 0.5s末和1.5s末(2)E、G、E、F 1.5s~2.0s 0~0.5s(3)B (4)1.5 变大解析 (1)由纵坐标的最大位移可直接读取振幅为3cm.从横坐标可直接读取完成一个全振动即周期T=2s,进而算出频率f==0.5Hz,算出摆长l==1m从图中看出纵坐标有最大值的时刻为0.5s末和1.5s末.(2)图象中O点位移为零,O到A的过程位移为正,且增大,A处最大,历时周期,显然摆球是从平衡位置E起振并向G方向运动的,所以O对应E,A对应G.A到B的过程分析方法相同,因而O、A、B、C点对应E、G、E、F点.摆动中EF间加速度为正,靠近平衡位置过程中加速度逐渐减小且加速度与速度方向相同,即从F到E的运动过程对应图象中C到D的过程,时间范围是1.5s~2.0s.摆球远离平衡位置势能增加,即从E向两侧摆动,又因速度为正,显然是从E到G的过程.对应图象中为O到A的过程,时间范围是0~0.5s.(3)过同一位置,位移、回复力和加速度不变;由机械能守恒知,动能不变,速率也不变,摆线张力mgcosα+m也不变;由运动分析可知,相邻两次过同一点,速度方向改变.故选B.(4)碰钉后改变了摆长,因此单摆周期应分成钉左侧的半个周期,前已求出摆长为1m,所以T左=π=1s;钉右侧的半个周期,T右=π=0.5s,所以T=T左+T右=1.5s
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