2017-2018学年教科版选修3-4 单摆 学案
2017-2018学年教科版选修3-4 单摆 学案第4页

答案 BD

二、单摆的周期

例2 一个单摆,如果摆球的质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时速度减为原来的一半,则单摆的(  )

A.频率不变,振幅不变

B.频率不变,振幅改变

C.频率改变,振幅不变

D.频率改变,振幅改变

解析 决定单摆周期的是摆长和当地的重力加速度,与摆球质量无关,与单摆的运动速度也无关,当然频率也与质量和速度无关,所以选项C、D错误.决定振幅的是外来因素,反映在单摆的运动中,可以从能量角度去考虑,在平衡位置(即最低点)时的动能,当质量增为原来的4倍,速度减为原来的一半时,动能不变,摆球在最高点的重力势能也不变.但是又因第二次摆球的质量增大了(实际上已经变成另一个摆动过程了),势能不变,质量变大了,摆动的竖直高度就一定变小了,也就是说,振幅变小了.故正确答案为B.

答案 B

针对训练 已知单摆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

答案 B

解析 该题考查的是单摆的周期公式.设两个单摆的周期分别为Ta和Tb,由题意10Ta=6Tb,得Ta∶Tb=6∶10.

根据单摆周期公式T=2π ,可知l=T2,

由此得la∶lb=T∶T=36∶100.则

la=×1.6 m=0.9 m,

lb=×1.6 m=2.5 m.

例3 如图3所示,MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分,把小球A放在MN的圆心处,再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的B处,今使两球同时自由释放,则在不计空气阻力时有(  )

图3

A.A球先到达C点