题目内容
【题目】一个质点做简谐运动的图像如图示,下列叙述中正确的是( ).
A. 质点的振动频率为4 Hz
B. 在10 s内质点经过的路程为20 cm
C. 在5 s末,质点做简谐运动的相位为π
D. t=1.5 s和t=4.5 s两时刻质点的位移大小相等,都是cm
【答案】BD
【解析】
由振动图像可直接得到周期T=4 s,频率f==0.25 Hz,故选项A是错误的.一个周期内做简谐运动的质点经过的路程是4A=8 cm,10 s为2.5个周期,故质点经过的路程为20 cm,选项B是正确的.由图像知位移与时间的关系为x=Asin(ωt+φ0)=0.02sinm.当t=5 s时,其相位ωt+φ0=×5=π,故C不正确.在1.5 s和4.5 s两时刻,质点位移相同,由位移与时间关系式得x=0.02 sinm=cm,故D正确.
【题目】某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。图中光滑水平平台距水平地面h=1.25m,平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上,质量为m的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x后,由静止释放小球,小球从平台边缘水平飞出,落在地面上,用刻度尺测出小球水平飞行距离S;并用传感器(图中未画出)测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t。多做几次实验后,记录表如下表所示:
(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移 S=___x,与_______无关;
(2)由实验原理和表中数据可知,弹簧弹性势能EP与弹簧形变量x的关系式为EP= ______(用m、h、x和重力加速度g表示);
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
x/m | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.05 |
S/m | 0.51 | 0.99 | 1.50 | 1.98 | 2.50 |
t/ms | 505.3 | 505.1 | 504.8 | 504.9 | 505.2 |
(3)某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间:,由表中数据可知,发现测量值t均偏大。经检查,实验操作及测量无误,且空气阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是__________。
【题目】一位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。
(1)下列是供学生自主选择的器材。你认为应选用的器材是___________。
A.约1m长的细线
B.约0.3m长的铜丝
C.约0.8m长的橡皮筋
D.直径约1cm的实心木球
E.直径约1cm的实心钢球
F.直径约1cm的空心铝球
(2)该同学在安装好如图所示的实验装置后,测得单摆的摆长为L,然后让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球某次经过最低点时开始计时,在完成N次全振动时停止计时,测得时间为t。请写出测量当地重力加速度的表达式g=___________。(用以上测量的物理量和已知量的字母表示)
(3)在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将会导致通过计算所得的重力加速度的数值___________。(选填“偏大“偏小”或“不变”)
(4)为减小实验误差,该同学又多次改变摆长,测量多组对应的单摆周期,准备利用T2—L的关系图线求出当地重力加速度值。相关测量数据如下表:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
L/m | 0.800 | 0.900 | 1.000 | 1.100 | 1.200 |
T/s | 1.79 | 1.90 | 2.01 | 2.11 | 2.20 |
T2/s2 | 3.22 | 3.61 | 4.04 | 4.45 | 4.84 |
该同学在下图中已标出第1、2、3、5次实验数据对应的坐标,请你在该图中用符号“+”标出与第4次实验数据对应的坐标点______,并画出T2—L关系图线_______。
(5)根据绘制出的T2—L关系图线,可求得g的测量值为___________m/s2。(计算结果保留2位效数字)
(6)用多组实验数据做出T2—L图像,也可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的T2—L图线的示意图如图中的a、b、c、d所示,中a、b和d平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是________(选填选项前的字母)。
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
D.出现图线d的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L