2017-2018学年高中物理第十一章机械振动第4节单摆课下作业新人教版选修3-4

1、第 4 节单摆课下作业遥合提升1 对于单摆的振动，以下说法中正确的是（）A. 单摆振动时，摆球受到的向心力大小处处相等B. 单摆运动的回复力就是摆球受到的合力C. 摆球经过平衡位置时所受回复力为零2D.摆球经过平衡位置时所受合外力为零解析：单摆振动过程中受到重力和绳子拉力的作用,分力提供回复力，绳子拉力与重力的径向分力的合力提供向心力，向心力大小为把重力沿切向和径向分解，其切向2v m， 可见最大偏角处向心力为零， 平衡位置处向心力最大， 而回复力在最大偏角处最大,平衡位置处为零，故应选 Co答案：C2 摆长为I的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时时，摆球恰具有负向最大速度，则单摆的振动图象是

2、图解析：t= -n-21y轴负方向，故 D 选项正确。IFf答案：D73.用空心铁球内部装满水做摆球，若球正下方有一小孔，水不断从孔中流出，从球内装满水到水流完为止的过程中，其振动周期的大小是（）y= 0,v方向为一y,即沿A. 不变B. 变大C. 先解析：单摆的周期与摆球的质量无关，但当水从球中向外流出时，等效摆长是先变长后变短，因而周期先变大后变小再回到原值，故选项答案：CC 正确。（即取t= 0），当振动至g=扌丁，最大速度时，单摆应在平衡位置,1 中的（图 134.如图 2 所示，曲面A0是一段半径为 2 m 的光滑圆弧面，圆弧与水I平面相切于0点，A0弧长为 10 cm,现将一小球先

3、后从曲面的顶端A和A0弧的中点B由静止释放，到达低端的速度分别为vi和V2，经历的时间分别为t1和t2,那么()(2)t= 0 时，摆球应在 _ 点。A. V1VV2,11V2,t=tC. V1=V2,t1=t2D.以上三种都有可能解析：因为A0弧长远小于半径， 所以小球从A B处沿圆弧滑下可等效成小角度单摆的摆动，即做简谐运动，等效摆长为 2 m,单摆的周期与振幅无关， 故有t1=t2_ 12,因mgh=尹v,所以v=2gh，故viV2，故 B 正确。答案：B5.如图 3 所示为甲、乙两单摆的振动图象，贝 U()A.若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比I甲：I乙=2 : 1

4、B. 若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比C. 若甲、乙两摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两摆所在的星球的重力加速度之比g甲：g乙=4 ： 1D.若甲、乙两摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两摆所在的星球的重力加速度之比g甲:g乙=1： 4解析：由图象可知T甲：T乙=2 : 1,tZx V1之比为I甲：I乙=4 ： 1 , A 错误，B 正确;甲：g乙=1 : 4, C 错误，D 正确。若两单摆在同一地点摆动，则g甲=g乙，故两摆长若两摆长相等，则所在星球的重力加速度之比为g答案：BD0是它的平衡位置，B C是摆球所能到达的最远210 m/s )(1)由图象

5、可知，单摆振动的频率为Hz。I甲：I乙=4： 1图 46.如图 4 甲是一个单摆振动的情形,4(3) 此摆的摆长为_ m。解析：(1)由题图乙知周期T= 0.8 s ,1则频率f=1.25 Hz。(2) 由题图乙知，t= 0 时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以在B点。(3) 由T= 2n得I=2 0.16 m。 g 4n答案：(1)1.25(2)B(3)0.167有一单摆，其摆长1= 1.02 m，摆球的质量m= 0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单 摆振动30 次用的时间t= 60.8 s，则当地的重力加速度为 _ m/s2。解析：当单摆做简谐运动时，其周期公式T=2n,g由此

6、可得4n2lg=，只要求出T值代入即可。因为T=-=608s = 2.027 sn302 24nI4X3.14X1.022所以g=2 0272 m/s = 9.79 m/s答案：9.79& (2011 江苏高考)将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块。将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期，则物块做简谐运动的周期为_。解析：单摆周期公式T= 2ng,且kl=mg9.如图 5 所示，光滑的半球壳半径为R,0点在球心的正下方，一小球在Ii距0点很近的A点由静止放开，同时在0点正上方有一小球自由落下，若运-动中阻力不计，为使两球在0点相碰，求小球应从多高处自由落下(OA?R)图 5 解析：小球由A点开始沿球内表面运动时，只受重力和支持力作用，等效为单摆的运动。因5为OA?R所以小球自A点释放后做简谐运动，要使两球在O点相碰，两者到O点的运动时间相等。小球由A点由静止释放运动到O点的时间为T4（2n 1）（n=