人教版選修34 單擺 第1課時作業(yè).docVIP

11.4單擺1.(考查單擺的回復(fù)力)單擺振動的回復(fù)力是()。a.擺球所受的重力b.擺球重力在垂直懸線方向上的分力c.懸線對擺球的拉力d.擺球所受重力和懸線對擺球拉力的合力【解析】單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的分力;重力的另一個分力與細(xì)線的拉力的合力提供擺球的向心力?！敬鸢浮縝【點評】注意單擺的回復(fù)力與單擺所受合力的區(qū)別。 2.(考查單擺的周期公式)將秒擺的周期變?yōu)? s,下列措施正確的是()。a.只將擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼腷.只將振幅變?yōu)樵瓉淼?倍c.只將擺長變?yōu)樵瓉淼?倍d.只將擺長變?yōu)樵瓉淼?6倍【解析】單擺的周期與擺球的質(zhì)量和振幅均無關(guān),a、b均錯;對秒擺,t0=2l0g=2 s,對周期為4 s的單擺,t=2lg=4 s,故l=4l0。故c對,d錯?！敬鸢浮縞【點評】單擺的周期與擺球的質(zhì)量和振幅均無關(guān),當(dāng)所在位置及環(huán)境條件不變時,只與擺長有關(guān)。3.(考查單擺的周期)在一個單擺裝置中,擺動物體是一個裝滿水的空心小球,球的正下方有一小孔,當(dāng)擺開始以小角度擺動時,讓水從球中連續(xù)流出,直到流完為止,則擺球的周期將()。a.逐漸增大b.逐漸減小c.先增大后減小d.先減小后增大【解析】單擺小角度擺動,做簡諧運(yùn)動的周期為t=2lg,式中l(wèi)為擺長,其值為懸點到擺動物體重心之間的距離。當(dāng)小球裝滿水時,重心在球心,水流完后,重心也在球心,但在水剛流出過程中重心要降低。因此,在水流出的整個過程中,重心位置先下降后上升,即擺長l先增大后減小,所以擺動周期將先增大后減小。 【答案】c【點評】隨著水的流出,物體重心位置發(fā)生改變,擺長也隨之變化。4.(考查單擺的振動圖象)圖示為在同一地點的a、b兩個單擺做簡諧運(yùn)動的圖象,其中實線表示a的運(yùn)動圖象,虛線表示b的運(yùn)動圖象。以下關(guān)于這兩個單擺的判斷中正確的是()。a.這兩個單擺的擺球質(zhì)量一定相等b.這兩個單擺的擺長一定不同c.這兩個單擺的最大擺角一定相同d.這兩個單擺的振幅一定相同【解析】從題中圖象可知:兩單擺的振幅相等,周期不等,所以,兩單擺的擺長一定不同,故b、d對,c錯。單擺的周期與質(zhì)量無關(guān),故a錯?！敬鸢浮縝d【點評】單擺簡諧運(yùn)動的位移大小與單擺圓周運(yùn)動的弧長是不同的。5.有一單擺,其擺長l=1.02 m,擺球的質(zhì)量m=0.10 kg,已知單擺做簡諧運(yùn)動,單擺振動30次用的時間t=60.8 s。試求當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取！痉治觥勘绢}考查單擺周期公式的應(yīng)用,注意單擺周期與擺球質(zhì)量無關(guān)?！窘馕觥坑谜駝?0次的時間計算出周期,再將單擺的周期公式變形就可解得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣??！敬鸢浮?.79 m/s26.利用單擺做簡諧運(yùn)動的周期公式,可以很精確地測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｈ鐖D甲所示,利用一根長細(xì)線,一個帶孔的小鐵球,一個鐵架臺組成一個簡單的單擺,再利用毫米刻度尺測出單擺的擺長,用秒表測出單擺的周期,最后通過計算就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊闹怠?1)根據(jù)所給情景,單擺擺長應(yīng)該如何測量? (2)單擺周期的測量往往是先測出若干個周期(如50個周期)的時間,再求出一個周期。在測量時間時,開始計時(也是停止計時)的位置應(yīng)選在哪里?(3)下表是用單擺測定重力加速度實驗中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù):擺長l/m0.50.60.81.1周期t2/s21.92.43.24.8利用上述數(shù)據(jù)在圖乙坐標(biāo)系中描出l-t2圖象。利用圖線可知,取t2=4.2 s2時,l=m,重力加速度g=m/s2。乙【分析】(1)單擺擺長是指懸掛點到球心的距離;(2)測量時間的開始位置應(yīng)該是小球經(jīng)過它時能夠準(zhǔn)確判斷出來的位置;(3)根據(jù)單擺周期公式t=2lg,得g=42lt2,由于表格中的數(shù)據(jù)已經(jīng)處理好了,所以可以直接描點畫圖象。【解析】(1)先測量出懸掛點到小球的細(xì)線長度l,再測出小球的直徑d,則擺長l=l+。(2)測量時間的開始位置應(yīng)該是單擺的平衡位置,因為小球通過該位置時速度最快。(3)l-t2圖象如圖丙所示。丙t2=4.2 s2時,從圖丙中畫出的直線上可讀出其擺長l=1.05 m,將t2與l代入公式g=42lt2得g=9.86 m/s2?！敬鸢浮?1)見解析(2)平衡位置(3)如圖丙所示1.059.86【點撥】提高實驗精度從兩個方面下手:(1)盡可能準(zhǔn)確地測量出擺長和周期;(2)多次改變擺長,重做實驗得到多組數(shù)據(jù),并用圖象法處理數(shù)據(jù)。7.一只鐘從甲地拿到乙地,它的鐘擺擺動加快了,則下列對此現(xiàn)象的分析及調(diào)準(zhǔn)方法的敘述中正確的是()。a.g甲g乙,將擺長適當(dāng)增長b.g甲g乙,將擺長適當(dāng)縮短c.g甲g乙,將擺長適當(dāng)增長d.g甲g乙,將擺長適當(dāng)縮短【解析】鐘從甲地拿到乙地,鐘擺擺動加快,說明周期變短,由t=2lg可知,g甲v2)在豎直平面內(nèi)做小角度擺動,它們的頻率與振幅分別為f1、f2和a1、a2,則()。a.f1f2,a1=a2b.f1a2d.f1=f2,a1a2【解析】單擺的頻率由擺長決定,擺長相等,頻率相等,所以a、b錯誤;由機(jī)械能守恒知,小球在平衡位置的速度越大,其振幅越大,所以c正確,d錯誤?！敬鸢浮縞12.兩個擺長分別為l1和l2的單擺,做小角度振動,它們的振動圖象分別為圖中的1和2所示,則為()。a.b.c.3d.9【解析】由圖象可知兩單擺的周期t1t2=31,由t=2lg得,l1l2=91?！敬鸢浮縟13.如圖所示,mn為半徑較大的光滑圓弧軌道的一部分,把小球a放在圓弧mn的圓心處,再把另一小球b放在mn上離最低點c很近的d處。今使兩球同時釋放,則在不計空氣阻力時有()。a.a球先到達(dá)c點b.b球先到達(dá)c點c.兩球同時到達(dá)c點d.無法確定哪一個球先到達(dá)c點【解析】a球做自由落體運(yùn)動,很容易求出到達(dá)c點的時間t=2lg,其中l(wèi)為圓弧mn的半徑,而b球在mn上擺動,在振幅很小的情況下做簡諧運(yùn)動,周期與單擺周期類似,t=2lg,所以b球從dc的時間為,從而比較a、b兩球到達(dá)c點時間的長短,可得t,即a球先到達(dá)c點。【答案】a14.(1)某同學(xué)在探究影響單擺周期的因素時有如下操作,請判斷是否恰當(dāng)(填“是”或“否”)。把單擺從平衡位置拉開約5釋放;在擺球經(jīng)過最低點時啟動停表計時;把停表記錄擺球一次全振動的時間作為周期。(2)該同學(xué)改進(jìn)測量方法后,得到的部分測量數(shù)據(jù)見下表。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以初步判斷單擺周期隨的增大而增大。數(shù)據(jù)組編號擺長/mm擺球質(zhì)量/g周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.4【解析】(1)單擺做簡諧運(yùn)動時要求擺角小,單擺從平衡位置拉開約5釋放滿足此條件。因為最低點位置固定、容易觀察,所以在最低點啟動停表計時。擺球一次全振動的時間太短,不易讀準(zhǔn),誤差大,應(yīng)測多個周期的時間求平均值。(2)分析表格中的數(shù)據(jù)可知,當(dāng)兩擺的擺長相同、質(zhì)量不同時,周期相同,而質(zhì)量相同,擺長長的周期大,所以可以初步判斷單擺周期隨擺長的增大而增大?！敬鸢浮?1)是是否(2)擺長15.如圖所示,用絕緣細(xì)線懸吊著的帶正電小球在勻強(qiáng)磁場中做簡諧運(yùn)動,則()。a.當(dāng)小球每次通過平衡位置時,動能相同b.當(dāng)小球每次通過平衡位置時,速度相同c.當(dāng)小球每次通過平衡位置