题目内容

【题目】关于做简谐运动的单摆,下列说法正确的是(

A.单摆做稳定的受迫振动时,单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率

B.秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一,周期变为0.5s

C.已知摆球初始时刻的位置及其周期,就可知摆球在任意时刻运动速度的方向

D.单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零

【答案】A

【解析】

A.系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率,与固有频率无关,故A正确;

B.根据单摆的周期公式

知摆长缩短为原来的四分之一,则周期变为原来的二分之一,即为1s,故B错误;

C.摆球在同一位置振动方向有两种,所以已知初始时刻的位置和振动周期,不知道初始时刻摆球的振动方向,不能知道振子在任意时刻运动速度的方向,故C错误;

D.单摆运动中,摆球在最低点做圆周运动,所以摆球经过平衡位置时所受的合外力提供向心力,故D错误。

故选A

练习册系列答案
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【题目】二十世纪初,卢瑟福进行粒子散射实验的研究,改变了人们对原子结构的认识。

(1)如图1所示,有两个粒子均以速度射向金原子,它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图;

(2)如图2所示,一个粒子以速度射向金原子,速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用,可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向;

(3)实验发现,绝大多数粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有极少数粒子发生了大角度偏转(超过90°)。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便,可作如下假设:

粒子视为质点,金原子视为球,金原子核视为球体;

金箔中的金原子紧密排列,金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成;

各层原子核前后不互相遮蔽;

大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L,金原子直径为,大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为,且

a.请估算金原子核的直径

b.上面的假设做了很多简化处理,这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约,金原子直径约,金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。

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