题目内容
【题目】如图甲所示是一个摆线长度可调的单摆振动的情景图,O是它的平衡位置,P、Q是小球所能到达的最高位置.小球的质量m=0.4 kg,图乙是某摆长时小球的振动图象,g取10 m/s2.
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(1)为测量单摆的摆动周期,测量时间应从摆球经过________(填“O”“P”或“Q”)时开始计时;测出悬点到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=________(用L、n、t、π表示).
(2)由图乙写出单摆做简谐运动的表达式________并判断小球在________ (填写位置)时回复力最大,最大回复力为_______N.(π2≈10)
【答案】 (1)O
(2)x=5sin (πt)(cm) 小球在最大位移处的回复力最大(或Q、P) 0.2N
【解析】(1)为测量单摆的摆动周期,测量时间应从摆球经过O时开始计时.
单摆的周期为 T=![]()
由单摆的周期为 T=2π
得 g=
(2)由图知A=5cm,T=2s,则ω=
=π s
单摆做简谐运动的表达式为 x=Asinωt=5sinπt cm
小球在Q和P位置时位移最大,回复力最大.
根据 T=2π
得 L=1m
回复力F= mgsinθ≈mg
=0.4×10×
N=0.2N
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