2017-2018学年教科版选修3-4 单摆 第1课时 作业
2017-2018学年教科版选修3-4  单摆  第1课时     作业第4页

  

  图11-4-4

  解析:球由点开始沿球内表面运动时,只受重力和支持力作用,等效为单摆的运动,因为OA<<R,所以球自A点释放后做简谐运动,要使两球在O点相碰,两者到O点的运动时间相等.

  答案:小球由A点由静止释放运动到O点的时间为(2n-1),n=1,2,3,...,由于O点正上方自由落下的小球到O的时间也为(2n-1)时两球才能在O点相碰,所以

  h=gt2=g(2n-1)2=(n=1,2,3,...)

  方法归纳 解此题关键在于沿光滑圆弧运动的小球运动性质,小球受重力、轨道支持力,此支持力类似单摆中的摆线拉力,故此装置可称为类单摆,其周期为2π,R为等效摆长.

  8.已知在单摆a完成10次全振动的时间内,单摆b完成6次全振动,两摆长之差为1.6 m,则两单摆摆长La与Lb分别为( )

  A.La=2.5 m,Lb=0.9 m B.La=0.9 m,Lb=2.5 m

  C.La=2.4 m,Lb=4.0 m D.La=4.0 m,Lb=2.4 m

  思路解析:单摆完成一次全振动所需的时间叫单摆振动周期,据题设可知a、b两摆的周期之比为:,由单摆周期公式T=2π得:,据题设Lb-La=1.6 m,联立解得La=0.9 m,Lb=2.5 m.

  答案:B

  9.在一个单摆装置中,摆动物体是个装满水的空心小球,球的正下方有一小孔,当摆开始以小角度摆动时,让水从球中连续流出,直到流完为止,由此摆球的周期将( )

  A.逐渐增大 B.逐渐减小

  C.先增大后减小 D.先减小后增大

  思路解析:单摆小角度摆动,做简谐运动的周期为T=2π,式中l为摆长,其值为悬点到摆动物体重心之间的距离,当小球装满水时,重心在球心,水流完后,重心也在球心,但水刚流出过程中重心要降低,因此,在水的整个流出过程中,重心位置先下降后上升,即摆长l先增大后减小,所以摆动周期将先增大后减小.

  答案:C

10.若单摆的摆长不变,摆球质量变为原来的2倍,摆球经过平衡位置的速度减为