第4节 单摆
1.对于单摆的振动,以下说法中正确的是( )
A.单摆振动时,摆球受到的向心力大小处处相等
B.单摆运动的回复力就是摆球受到的合力
C.摆球经过平衡位置时所受回复力为零
D.摆球经过平衡位置时所受合外力为零
解析:单摆振动过程中受到重力和绳子拉力的作用,把重力沿切向和径向分解,其切向分力提供回复力,绳子拉力与重力的径向分力的合力提供向心力,向心力大小为m,可见最大偏角处向心力为零,平衡位置处向心力最大,而回复力在最大偏角处最大,平衡位置处为零,故应选C。
答案:C
2.摆长为l的单摆做简谐运动,若从某时刻开始计时(即取t=0),当振动至t=时,摆球恰具有负向最大速度,则单摆的振动图象是图1中的( )
图1
解析:t==T,最大速度时,单摆应在平衡位置,y=0,v方向为-y,即沿y轴负方向,故D选项正确。
答案:D
3.用空心铁球内部装满水做摆球,若球正下方有一小孔,水不断从孔中流出,从球内装满水到水流完为止的过程中,其振动周期的大小是( )
A.不变
B.变大
C.先变大后变小再回到原值
D.先变小后变大再回到原值
解析:单摆的周期与摆球的质量无关,但当水从球中向外流出时,等效摆长是先变长后变短,因而周期先变大后变小再回到原值,故选项C正确。
答案:C