高中物理 第十一章 机械振动 第4节 单摆课后训练[新人教版]选修3-41

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1、单摆1．两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速v1、v2（v1＞v2）在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2，则（　　）A．f1＞f2和A1＝A2B．f1＜f2和A1＝A2C．f1＝f2和A1＞A2D．f1＝f2和A1＜A22．摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时（取作t＝0），当振动至时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的（　　）3．有一摆长为l的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化。现

2、使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片如图所示（悬点和小钉未被摄入），P为摆动中的最低点。已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为（　　）A．l/4B．l/2C．3l/4D．无法确定4．一登山运动员用一单摆来测量某山的海拔高度，当他在海平面时，在一定时间t0内测得一单摆全振动N次，当他到达山顶后，在相同时间t0内测得同一单摆全振动的次数为（N－1）次。若把地球视为半径为R的均匀球体，则此山的海拔高度为（　　）A．B．C．D．5．如图所示，半径是R的圆弧状光滑轨

3、道置于竖直面内并固定在地面上，轨道的最低点为B。在轨道的A点（弧AB所对圆心角小于5°）和弧形轨道的圆心O两处各有一个静止的小球甲和乙，若将它们同时无初速释放，则________球先到达B点。（不考虑空气阻力）6．某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当（选填“是”或“否”）。①把单摆从平衡位置拉开约5°释放______②在摆球经过最低点时启动秒表计时______③把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期______该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见下表。用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的

4、示数如图，该球的直径为____________mm。根据表中数据可以初步判断单摆周期随____________的增大而增大。4数据组编号摆球质量/g周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.47．有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成，两个单摆摆动平面前后相互平行。（1）现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0s和49.0s，则两单摆周期差ΔT＝____

5、____s。（2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，具体操作如下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两单摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差。若测得释放两摆的时间差Δt＝0.165s，则在短摆释放________s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向________（填方向）通过________（填位置）。（3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是________。8．在“用单摆测定重力加速度g

6、”的实验中，假如实验时用很长的细线悬挂在一天花板上，由于悬点过高，无法测量摆长，则如何测出重力加速度g的值？4参考答案1.答案：C　解析：依题意小角度的摆动可视为单摆运动，由单摆的周期公式可知同一地点的重力加速度相同，摆长相同，故频率f1＝f2，与初始速度无关，而摆动的振幅与初始速度有关，根据能量守恒定律可知初速度越大，振幅越大，A1＞A2，C对。2．答案：C　解析：从t＝0时经过，摆球具有负向最大速度，说明摆球在平衡位置，在给出的四个图象中，经过具有最大速度的有B、C两图，而具有负向最大速度的只有C。3.答案：

7、C　解析：从题图中看出被钉子挡住后的周期变为原来的一半，由周期公式T＝可知，摆长变为原来的，即钉子与悬点的距离为3l/4，本题选择C。4.答案：C　解析：设海平面处重力加速度为g，山顶处为g′，由，可得，又，，可得，解得，故C项正确。5.答案：乙解析：乙球做自由落体运动。，所以。甲球沿圆弧做简谐运动，此振动与一个摆长为R的单摆振动模型相同，故此等效摆长为R，因此第1次到达B处的时间为，，故乙球先到达B点。6.答案：①是　②是　③否　20.685（20.683～20.687均正确）　摆长解析：单摆做简谐运动要求摆角

8、小，单摆从平衡位置拉开约5°释放满足此条件；因为最低点位置固定、容易观察，所以在最低点启动秒表计时；摆球一次全振动的时间太短、不易读准、误差大，应测多个周期的时间求平均值；由表中数据可以初步判断单摆周期随摆长的增大而增大。7.答案：（1）0.02（2）8.085　左　平衡位置（3）减小两单摆摆长差等解析：（1）ΔT＝T1－T2＝s＝0.02s（2）设短摆释放后经过时间t与