图4
(1)由图象可知,单摆振动的频率为________Hz。
(2)t=0时,摆球应在________点。
(3)此摆的摆长为________m。
解析:(1)由题图乙知周期T=0.8 s,
则频率f==1.25 Hz。
(2)由题图乙知,t=0时刻摆球在负向最大位移处,因向右为正方向,所以在B点。
(3)由T=2π得l=≈0.16 m。
答案:(1)1.25 (2)B (3)0.16
例 2:如图所示为甲、乙两单摆的振动图象,则( )
A.若甲、乙两单摆在同一地点摆动,则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙=2∶1
B.若甲、乙两单摆在同一地点摆动,则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙=4∶1
C.若甲、乙两摆摆长相同,且在不同的星球上摆动,则甲、乙两摆所在的星球的重力加速度之比g甲∶g乙=4∶1
D.若甲、乙两摆摆长相同,且在不同的星球上摆动,则甲、乙两摆所在的星球的重力加速度之比g甲∶g乙=1∶4
解析:由图象可知T甲∶T乙=2∶1,若两单摆在同一地点摆动,则g甲=g乙,故两摆长之比为l甲∶l乙=4∶1,A错误,B正确;若两摆长相等,则所在星球的重力加速度之比为g甲∶g乙=1∶4,C错误,D正确。
答案:BD
课堂练习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( )