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9.一个理想的单摆,已知其周期为T.如果由于某种原因(如转移到其他星球)重力加速度变为原来的2倍,振幅变为原来的3倍,摆长变为原来的8倍,摆球质量变为原来的2倍,它的周期变为多少?

分析 单摆的小角度摆动是简谐运动,根据周期公式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$列式求解即可.

解答 解:开始时,单摆摆动周期为:T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$;可知与振幅以及摆球的质量无关;
由于某种原因,自由落体加速度变为原来的2,振幅变为原来的3,摆长变为原来的8,摆球质量变为原来的2,故单摆周期为:
T′=2π$\sqrt{\frac{8L}{2g}}$=$2×2π\sqrt{\frac{L}{g}}$=2T
答:它的周期变成2T.

点评 本题关键明确单摆的周期与振幅、摆球质量无关,只与摆长和重力加速度有关,公式为T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$.

练习册系列答案
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5.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示.当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计.在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,

通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线.
(1)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1=△t2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
(2)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、遮光条宽度d、AB间距为L、滑块质量M、钩码质量m已知,若上述物理量间满足关系式mgL=$\frac{1}{2}(M+m)(\frac{{d}^{2}}{△{{t}_{2}}^{2}}-\frac{{d}^{2}}{△{{t}_{1}}^{2}})$,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒.
(3)若遮光条宽度d=8.400mm,A、B间的距离L=160.00cm,△t1=8.40×10-3s,△t2=4.20×10-3s,滑块质量M=180g,钩码Q质量m=20g,则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep=0.314J,系统动能的增量△Ek=0.300J.(g=9.80m/s2,计算结果保留三位有效数字)

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