题目内容
20.A、将熏有烟灰的金属片静止悬挂,调整音叉的位置,使音叉不振动时,针尖刚好能水平接触金属片,如图(a)所示.
B、轻敲音叉,使它振动,同时烧断悬线,使金属片自由下落.
C、从金属片上选取针尖划痕清晰的一段,从某时刻起针尖经过平衡位置的点依次为B、C、D、E、F、G、H,测出它们相邻之间的距离分别为b1、b2、b3、b4、b5、b6,如图(b)所示.
(1)推导计算重力加速度的表达式:g=$\frac{4}{9}$(b6+b5+b4-b3-b2-b1)f02;
(2)金属片自由下落后(不计针尖与金属片间的摩擦),图(c)中3幅图中,你认为针尖在金属片上的划痕正确的是C;
(3)若从悬线烧断瞬间开始计时,钢针开始向左振动,且设向左位移为正,钢针这幅为A,金属片下落h时,钢针对平衡位置的位移y的表达式为y=Asin(2πf0$\sqrt{\frac{2h}{g}}$).(重力加速度取g)
分析 (1)在匀变速直线运动中,连续相等时间内的位移差为常数,即△x=aT2,用逐差法来计算重力加速度,
(2)自由落体是匀加速直线运动,越向下速度越快,金属片振动的周期不变;
(3)根据振幅、角频率和初相位,写出振动的位移表达式.
解答 解:(1)在匀变速直线运动中,连续相当时间内的位移差为常数,即△x=aT2,则有
b4-b1=g1T2; b5-b2=g2T2; b6-b3=g3T2;
又 T=$\frac{1}{2}$•$\frac{1}{{f}_{0}}$
重力加速度 g=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}+{a}_{3}}{3}$,
联立解得 g=$\frac{4}{9}$(b6+b5+b4-b3-b2-b1)f02
(2)自由落体是匀加速直线运动,越向下速度越快,金属片振动的周期不变,故选C;
(3)若从悬线烧断瞬间开始计时,钢针开始向左振动,且设向左位移为正,振动图象为正弦函数,即y=Asinωt,ω=2πf0,
金属片下落h时的时间为:t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$
所以金属片下落h时,钢针对平衡位置的位移y的表达式为:y=Asin(2πf0$\sqrt{\frac{2h}{g}}$)
故答案为:
(1)g=$\frac{4}{9}$(b6+b5+b4-b3-b2-b1)f02.
(2)C.
(3)Asin(2πf0$\sqrt{\frac{2h}{g}}$).
点评 本题的关键要利用逐差法来计算重力加速度,要注意音叉振动周期与匀变速运动推论△x=aT2中T的区别和联系,不能混为一谈.
练习册系列答案
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| A. | 各摆振动的振幅都相等 | |
| B. | 各摆振动的周期都相等 | |
| C. | B、C、D、E四摆中,C摆的振幅最大 | |
| D. | B、C、D、E四摆中,C摆振动的周期最小 |