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.

(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

练习册系列答案
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【题目】某小组用图甲所示器材测量重力加速度的大小.实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A和B、钢制小球和网兜组成.通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度,求重力加速度.回答下列问题:

(1)实验中保持A不动,沿杆向下移动B,测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t,经多次实验绘出与t关系图象如图乙所示.由图可知,重力加速度g与图象的斜率k的关系为g=__________,重力加速度的大小为________m/s2;

(2)若另一小组用同样的实验装置,保持B不动,沿杆向上移动A,则______(选填“能”或“不能”)通过上述方法测得重力加速度;

(3)为减小重力加速度的测量误差,可采用哪些方法?____________________________(提出一条即可).

【答案】 (1)2k;  9.68;  (2)能;  (3)AB间的距离尽可能大,钢球的体积尽可能小等;

【解析】试题分析:(1)我们在图像的直线上取两个点,其对应的高度与时间分别为h1、h2,t1、t2,则图象的斜率k=,而正是钢球通过h1时的平均速度,也是这段时间内时间中点的即时速度,设钢球由静止落到A时的时间为t0,故=g(t0+),=g(t0+),将其代入上式可得k=,即g=2k;由图像可得,其斜率k=m/s2=9.67m/s2;

(2)如果保持B不动,则我们可以设钢球由静止到B的时间为T0,则该时间也是可以在计算的过程中约去的,所以这种方法也可以测得重力加速度。

(3)为了减小误差,可以使AB间距离尽可能大,钢球体积尽可能小等。

考点:用自由落体的方法测重力加速度。

【题型】实验题
【结束】
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【题目】下列说法正确的是

A. 饱和汽压随温度降低而减小,与饱和汽的体积无关

B. 蔗糖受潮后粘在一起,没有确定的几何形状,所以它是非晶体

C. 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的

D. 分子间距离增大时,分子间引力和斥力都减小,分子势能不一定减小

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