天花板上O點懸掛一單擺,繩子長度為0.99l,質(zhì)量分布均勻的實心小球質(zhì)量為m,直徑為0.02l,O點正下方0.1l處有一釘子P,如圖所示,現(xiàn)將單擺向左拉開一個小角度θ,并由靜止釋放,小球左右擺動過程中,偏角始終都小于5°,重力加速度為g.求:
(1)單擺的振動周期;
(2)小球從左擺到最低點時,繩子對小球的拉力大。
(1)擺長OA的單擺周期:T1=
l1
g

擺長PB的單擺周T2=2π
l2
g

由題意得:l1=l
且l2=0.9l
單擺的振動周期:T=
T1+T2
2

解得:T=π
l
g
(1+
3
10
10
)

(2)從靜止釋放到最低點,由機械能守恒得
1
2
mv2=mgl(1-cosθ)

在最低點:T-mg=m
v2
l

解得:T=mg(3-2cosθ)
答:(1)單擺的振動周期T=π
l
g
(1+
3
10
10
)
;
(2)小球從左擺到最低點時,繩子對小球的拉力大小mg(3-2cosθ).
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示是一個單擺(θ<5°),其周期為T,則下列正確的說法是(    )
A.把擺球的質(zhì)量增加一倍,其周期變小
B.?dāng)[角θ變小時,則周期也變小
C.此擺由O→B運動的時間為
D.?dāng)[球由B→O時,勢能向動能轉(zhuǎn)化

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,A、B為固定在輕桿中點和一個端點的兩個小球,桿可繞O點無摩擦地轉(zhuǎn)動,將輕桿從圖中水平位置由靜止釋放,在輕桿下落到豎直位置的過程中(  )

A、兩球各自的機械能均守恒
B、桿、球組成的系統(tǒng)機械能守恒
C、A球機械能的增加等于B球機械能的減少
D、A球機械能的減少等于B球機械能的增加

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

下列關(guān)于單擺周期的說法正確的是( 。
A.用一個裝滿砂的漏斗和長細線做成一個單擺,在擺動時砂從漏斗中緩慢漏出,周期不變
B.當(dāng)升降機向上勻加速運動時(a<g)單擺的周期小于電梯勻速運動時單擺的周期
C.將擺由赤道移到北極,單擺振動周期減小
D.將單擺的擺角由5°增加到10°(不計空氣阻力),單擺的周期減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

正在修建的房頂上固定的一根不可伸長的細線垂到三樓窗沿下,某同學(xué)應(yīng)用單擺原理測量窗的上沿到房頂?shù)母叨,先將線的下端系上一個小球,發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球靜止時,細線恰好與窗子上沿接觸且保持豎直,他打開窗子,讓小球在垂直于墻的豎直平面內(nèi)擺動,如圖所示,從小球第1次通過圖中的B點開始計時,第21次通過B點用時30s;球在最低點B時,球心到窗上沿的距離為1m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取π2(m/s2);根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得小球運動的周期T=______s;房頂?shù)酱吧涎氐母叨萮=______m.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

擺長為L的單擺,周期為T,如果在懸點O的正下方的B點固定一個光滑的釘子,OB=
1
4
L
,使擺球A通過最低點向左擺動時,被釘子擋住,如圖所示,此種情況下單擺的周期為( 。
A.
1
4
(
3
+2)T
B.
1
2
(
3
+1)T
C.(
3
+1)T
D.(
3
2
+1)T

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,置于地面上的一單擺在小振幅條件下擺動的周期為T0.下列說法中正確的是( 。
A.單擺擺動的過程,繩子的拉力始終大于擺球的重力
B.單擺擺動的過程,繩子的拉力始終小于擺球的重力
C.將該單擺懸掛在勻減速下降的升降機中,其擺動周期T<T0
D.將該單擺置于高空中相對于地球靜止的氣球中,其擺動周期T>T0

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

利用單擺測定重力加速度的實驗中,若測得的g值偏大,可能的原因是( 。
A.?dāng)[球在水平面上做圓周運動
B.測擺長時,僅測了線長,未加小球半徑
C.測周期時,把n次全振動誤記為(n+1)次
D.?dāng)[球上端未固定牢固,振動中出現(xiàn)松動(擺長變長)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示是某個單擺在地球表面做受迫振動時的共振曲線,它表示振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系,關(guān)于此單擺下列說法正確的是(  )
A.?dāng)[長約為10cm
B.此單擺的固有周期為0.5s
C.受迫振動的振幅隨驅(qū)動力的頻率的增大而增大
D.若增大擺長,共振曲線的“峰”將向左移動

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同步練習(xí)冊答案