高中物理 第11-12章 振動和波 單擺練習(xí)2

1、廣東省汕頭市澄海中學(xué)高中物理 第11-12章 振動和波 單擺練習(xí)2 新人教版選修3-4【知識概要】1.如圖：小球在光滑圓弧上的往復(fù)滾動(光滑圓弧的半徑為R，小球半徑為r)，和單擺完全等同。只要擺角足夠小，這個振動就是簡諧運動。周期為：_。公式中的擺長l是：_和_的差。2單擺的等效問題等效擺長：如圖所示，當(dāng)小球垂直紙面方向運動時，擺長為CO等效重力加速度：當(dāng)單擺在某裝置內(nèi)向上運動加速度為a時，T2；當(dāng)向上減速時T=2，影響回復(fù)力的等效加速度可以這樣求：擺球在平衡位置靜止時，擺線的張力T與擺球質(zhì)量的比值3用單擺測定重力加速度：擺長等于_，測定周期的方法：_?！菊n堂例題】【例1】（ ）一只單擺擺長為

2、L，擺球質(zhì)量為m，做簡諧運動的振幅為A以平衡位置為重力勢能的參考平面，其振動能量為E在保證擺球做簡諧運動的前提下，下列那些情況會使E減小 A.保持L、m不變，增大A B.保持L、A不變，增大mC.保持m、A不變，增大L D.保持m、A不變，減小L300BACO【例2】如圖所示，三根細線OA, OB,OC結(jié)于O點，A,B端固定在同一水平面上且相距為L，使AOB成一直角三角形，BAO = 300，已知OC繩長也為L，下端C點系一個可視為質(zhì)點的小球，求： （1）小球在紙面內(nèi)做小角度振動時,周期為多少？（2）小球在垂直紙面方向做小角度振動時，周期為多少？lT2xyP【例3】在用單擺測重力加速度的實驗中

3、，也可以用圖線法來 測量重力加速度g，其方法是多次改變單擺的擺長， 量得L1、L2、L3L6，并測定相應(yīng)的周期T1、T2、T3 T6，將周期的平方看作是擺長的函數(shù)，依據(jù)實驗記錄 描得如圖所示的圖線，在該圖上點出離原點O較遠的 一點P，量得P的橫坐標(biāo)x和縱坐標(biāo)y，則得重力加速度為_?！纠?】在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，當(dāng)單擺做簡諧運動時，用秒表測出單擺做n次(一般為30次50次)全振動所用的時間t，算出周期；用米尺量出懸線的長度l，用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑d，則重力加速度g_(用題中所給的字母表達) (2)將一單擺掛在測力傳感器的探頭上，用測力探頭和計算機組成的實驗裝置來測定單擺擺動過程

4、中擺線受到的拉力(單擺擺角小于5)，計算機屏幕上得到如圖(a)所示的Ft圖象然后使單擺保持靜止，得到如圖13(b)所示的Ft圖象那么：此單擺的周期T為_s.設(shè)擺球在最低點時Ep0，已測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，單擺的周期用T表示，那么測得此單擺擺動時的機械能E的表達式是_(用字母表示)【例5】有幾個登山運動員登上一無名高峰，但不知此峰的高度，他們想迅速估測出高峰的海拔高度，但是他們只帶了一些輕質(zhì)繩子、小刀、小鋼卷尺、可當(dāng)作秒表用的手表和一些食品，附近還有石子、樹木等，其中一個人根據(jù)物理知識很快就測出了海拔高度，請寫出測量方法，需記錄的數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出計算高峰的海拔高度的計算式【鞏固訓(xùn)練】( )1.細長

5、輕繩下端拴一小球構(gòu)成單擺，在懸掛點正下方1/2擺長處有一個能擋住擺線的釘子AA，如圖所示?，F(xiàn)將單擺向左方拉開一個小角度，然后無初速地釋放，對于以后的運動，下列說法中正確的是： A擺球往返運動一次的周期比無釘子時的單擺周期小B擺球在左、右兩側(cè)上升的最大高度一樣C擺球在平衡位置左右兩側(cè)走過的最大弧長相等D擺線在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的兩倍2.( )用單擺測定重力加速度時，某同學(xué)測得的數(shù)值大于當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊恼鎸嵵?，引起這一誤差的可能原因是：A.擺線上端未系牢，擺動中松馳了 B.把擺線長當(dāng)成擺長C.把擺線長加擺球直徑當(dāng)成擺長D.測量周期時，當(dāng)擺球通過平衡位置時啟動秒表并數(shù)下“1”，直到第30次

6、同向過平衡位置時制動秒表，讀得經(jīng)歷時間t，用周期T來進行計算3.傾角為的光滑斜面上固定一擺長為L的單擺如下圖所示，它做簡諧運動的周期為多少？ 4.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：(1)測定加速度時，測出不同的擺長L所對應(yīng)的周期值T如下表所示，在圖10給出的坐標(biāo)紙中作出T2L圖線，由所作圖線可知，T2與L的關(guān)系式為T2_.擺長L/m0.50.60.70.80.91.0周期T/s1.421.571.671.801.912.01T2/s22.012.462.793.243.654.04(2)利用圖線上任意兩點A、B的坐標(biāo)(x1，y1)、(x2，y2)，可求出圖線的斜率k_，再由k可求出g_.若某

7、同學(xué)的操作步驟為：a取一根細線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上b用米尺量得細線長度lc在擺線偏離豎直方向5位置釋放小球d用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t，得到周期Tt/ne用公式g計算重力加速度按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比_ (選填“偏大”、“相同”或“偏小”)5如圖，一個半徑為R的光滑圓弧形軌道豎直放置，今有兩個質(zhì)點A、B，B從圓弧形軌道的圓心處自由落下(空氣阻力不計)，A同時從非常逼近O點的位置P無初速釋放，求：A與B到達O點的時間之比為多少？6.在用單擺測量重力加速度的實驗中，單擺的最大擺角在0條件下做簡諧運動，從擺球經(jīng)過平衡位置開始計時，測出擺球n次全

8、振動所用的時間為t，用毫米刻度尺測量出擺線長為l，用螺旋測微器測出小球的直徑為d。請完成下列問題：（1）0滿足什么條件是擺球做簡諧運動？ _（2）用上述符號寫出測重力加速度的表達式 g = _（3）實驗中某同學(xué)發(fā)現(xiàn)測出的重力加速度值總是偏大，其可能原因是 _ A實驗室處在高山上，離海平面太高 B單擺所用的擺球太重 C測出n次全振動的時間t，誤記為（n + 1）次全振動的時間進行計算 D以擺球直徑和擺線長之和作為擺長來進行計算7. “用單擺測定重力加速度”的實驗步驟如下：A.取一段1 m左右的細線，一端穿過小鋼球上的小孔，然后打一個比小孔大一些的線結(jié)，另一端繞在鐵架臺上固定的橫鐵桿上，讓擺球自由下垂于桌邊之外B.用刻度尺測量懸點到小球頂點間細線的長度LC.將單擺從平衡位置拉開一個角度(不超10)，釋放后當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時，測出全振動50次的時間t，求出T，反復(fù)測三次，求出周期的平均值D.用公式g算出重力加速度的值上述幾個步驟中，有錯誤的地方是：_.8.在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，某同學(xué)先測得擺線長為89.2 cm，擺球的直徑如圖所示，然后用秒表記錄了單擺做30次全振動.(1)該單擺的擺長為cm.(2)如果該同學(xué)測得的g值偏大，可能的原因是( )A.測擺長時記錄的是擺球的直徑B.開始計時時，秒表過遲按