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

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1、课时跟踪检测（四）单摆1．在如图所示的装置中，可视为单摆的是(　　)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T1，单摆的周期为T2，则T1和T2的关系为(　　)A．T1>T2　　　　　　　B．T＝T2C．T1g月，故T2T2，A正确

2、，B、C、D均错误。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O远些，则它们第一次相遇的地点在(　　)图1A．O点　　　　B．O点偏左C．O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＝2π，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t＝0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，乙在平衡位置的(　　)4图2A．左方，向右运动

3、　　　　　B．左方，向左运动C．右方，向右运动　　　　　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，t＝1.5s，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长了，选C、D。6.正在修建

4、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。图34解析：T＝＝3.0s，T＝＋＝2π＋2π，解得h＝3.0m。答案：3.0　3.07．某

5、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，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

6、一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用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＝________。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T1时摆长为L1，周期为T2时摆长为L2则T1＝2π①T2＝2π②且L1－L2＝ΔL③联立①②③式得g＝。答案：(1)BC　(2)8．图5甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C4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。

7、图乙是这个单摆的振动图像。根据图像回答：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10m/s2，试求这个摆的摆长是多少？解析：(1)由题图乙知周期T＝0.8s则频率f＝＝1.25Hz。(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＝2π得L＝＝0.16m。答案：(1)1.25Hz　(2)B点　(3)0.16m4