2019-2020学年高中物理第十一章机械振动课时跟踪检测十九单摆含解析新人教版选修3_.pdf

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1、课时跟踪检测（十九）单摆1．关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是()A．摆球受重力、摆线的张力、回复力、向心力作用B．摆球受的回复力最大时，向心力为零；回复力为零时，向心力最大C．摆球受到回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大D．摆球受的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向解析：选B单摆在运动过程中，摆球受重力和摆线的拉力作用，故A错。重力垂直于摆线的分力提供回复力，当回复力最大时，摆球在最大位移处，速度为零，向心力为零，张力等于重力沿摆线的分力大小，则张力小于重力；在平衡位置处，回复力

2、为零，速度最大，向心力最大，摆球的加速度方向沿摆线指向悬点，故C、D错，B对。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T，1单摆的周期为T，则T和T的关系为()212A．T>TB．T＝T122C．Tg，故g地月TT，A正确，B、C、D均错误。2月123.如图所示，一摆长为l的单摆，在悬点的正下方的P

3、处有一钉子，P与悬点相距l－l′，则这个摆做小幅度摆动时的周期为()ll′A．2πB．2πggll′l＋l′C．π＋D．2πgg2gl解析：选C碰钉子前摆长为l，故周期T＝2π，碰钉子后摆长变为l′，则周期1gl′TTll′T＝2π，所以此摆的周期T＝1＋2＝π＋。2g22gg4.[多选]如图所示为在同一地点的A、B两个单摆做简谐运动的图像，其中实线表示A的运动图像，虚线表示B的运动图像。关于这两个单摆的以下判断中正确的是()A．这两个单摆的摆球质量一定相等B．这两个单摆的摆长一定不同C．这

4、两个单摆的最大摆角一定相同D．这两个单摆的振幅一定相同解析：选BD从题中图像可知：两单摆的振幅相等，周期不等，所以两单摆的摆长一定不同，故B、D对，C错。单摆的周期与质量无关，故A错。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n次全振动时间为t，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l解析：选CD由单摆的周期公式T＝2π，g值偏大，可能是周期算小了或是摆长算g长了，选C、D

5、。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π2(m/s2)；根据以上数据可得小球运动的周期T＝________s；房顶到窗上沿的高度h＝________m。tTT111＋h解析：T＝＝3.0s，T＝

6、1＋2＝2π＋2π，解得h＝3.0m。n222gg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

7、，测出单摆的周期T；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再1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T；最后用2钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________。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T时摆长为L，周期为T时摆长为L1122L则T＝2π1①1gLT＝2π2②2g且L－L＝ΔL③12

8、4π2ΔL联立①②③式得g＝。T2－T2124π2ΔL答案：(1)BC(2)T2－T2128.如图所示，光滑的半球壳半径为R，O点在球心的正下方，一小球在距O点很近的A点由静止释放，同时在O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O点相碰，求小球应从多高处自由落下(OA≪R)。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