2017-2018学年高中物理人教版选修3-4：课时跟踪检测：（四）单摆word版含解析

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1、课时跟踪检测（四）单摆一、基础题㊆熟1.在如图所示的装置中，可视为单摆的是（）细线解析：选A单摆是由不可伸长的细线和金属小球组成的，其悬点应在摆球摆动过程中固定不变，故只有A项正确。2.在月球上周期相等的弹簧振子和单摆，把它们放到地球上后，弹簧振子的周期为右,单摆的周期为卩2,则右和丁2的关系为（）A.Tx>T2B.T=T2C.T产T2D.无法确定解析：选A弹簧振子的周期由振动系统本身决定，与重力加速度无关，故Tx=Tnf对单摆来说，由可知，其周期与单摆所处位置的重力加速度g有关，因g地〉g月,故T2

2、i>T2fA正确，B、C、D均错误。B.0点偏左3•如图1所示，光滑糟的半径R远大于小球运动的弧长，今有两个小球（视为质点）同时由静止释放，其中甲球开始时离槽最低点0远些，则它们第一次相遇的地点在（）A.0点c.0点偏右D.无法确定，因为两小球质量关系未定解析：选A由于半径R远大于运动的弧长，所以小球做简谐运动，其周期都为T=仔，与位移的大小无关，故同时到达O点，A正确。4.如图2是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像，以向右的方向作为摆球偏离平衡位移的正方向，从r=0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，乙在平衡位置

3、的（）A.左方，向右运动C.右方，向右运动B.左方，向左运动D.右方，向左运动解析：选D甲第一次到达右方最大位移处时，f=l・5此时乙的位移为正值，且正在减小，故乙此时在平衡位置右侧，且向左运动，D正确。5・(多选)在用单摆测重力加速度的实验中，测得单摆偏角小于5。，实验中某学生所测g值偏大，其原因可能是()A.实验室离海平面太高B.摆球太重C.测出舁次全振动时间为r,误作为(n+1)次全振动时间进行计算D.以摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算解析:选CD由单摆的周期公式1=2VI，g值偏大，可能是周期算小了或是摆

4、长算长了，选C、Do二、能力题題通6•正在修建的房顶上固定的一根不可伸长的细线垂到三楼窗沿下，某同学应用单摆原理测量窗的上沿到房顶的高度，先将线的下端系上一个小球，发现当小球静止时，细线恰好与窗子上沿接触且保持竖直，他打开窗子，让小球在垂直于墙的竖直平面内摆动，如图3所示，从小球第1次通过图中的B点开始计时，第21次通过B点用时30s；球在最低点B时，球心到窗上沿的距离为1m,当地重力加速度g取7r2(m/s2)；根据以上数据可得小球运动的周期丁=s；房顶到窗上沿的高度仇=m0解析：r=~=3.0s,^=~2窗上沿

5、解得力=3・0nio答案：3.03-07.某同学利用单摆测量重力加速度。(1)(多选)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是。A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大(2)如图4所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m的单摆。实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，

6、设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期心；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离AJ用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g=o图4解析：(1)组装单摆时，悬线应选用不易伸长的细线；摆球选择体积小、密度大的摆球;单摆摆动时在同一竖直面内摆动；摆的振幅尽量小一些。选项B、C正确。(2)设单摆的周期为右时摆长为厶，周期为心时摆长为D则Ti=2ttT2=2n且£i-L2=AL③联立①②③式得g=；當2。答案:(1)BC(2)；彎27.图5甲是一个单摆振动的情

7、形，。是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右方向运动为正方向。图乙是这个单摆的振动图像。根据图像回答:BOC甲图5(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时刻摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为lOm/s2,试求这个摆的摆长是多少?解析：⑴由题图乙知周期T=0.8s则频率/=

8、=1.25Hzo(2)由题图乙知，0时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开始时刻摆球在B点。(3)由T=2=0.16mo答案：(1)L25Hz(2)B点(3)0-16m