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细线拉力的作用,把重力沿切向和径向分解,其切向分力提供回复力,细线拉力与重力的径向分力的合力提供向心力,向心力大小为mv2/l,可见最大摆角处向心力为零,平衡位置处向心力最大,而回复力在最大摆角处最大,平衡位置处为零,故应选C.
答案 C
二、研究振动的步调问题
[问题设计]
1.如图2所示,在铁架台上悬挂两个相同的单摆,将两个摆球拉离平衡位置且保证摆角相同,然后同时放开,可观察到什么现象?
答案 它们的运动总是一致的,也可以说是步调一致,即同时沿相同方向经过平衡位置,并同时达到同一侧最大位移处.
图2 图3
2.如图3所示,再将两个摆球拉开相同的摆角,先放开一个,等它摆到另一边最大位移处时,再放开第二个,又可观察到什么现象?
答案 它们的运动总是相反的,也可以说是步调相反,即同时沿相反方向经过平衡位置,并同时达到两侧最大位移处.
[要点提炼]
1.相(或相位、位相、周相):描述振动步调的物理量.
(1)两个单摆振动步调一致,称为同相;
(2)两个单摆振动步调不一致,就说它们存在着相差;
(3)两个单摆振动步调正好相反,叫做反相.
2.相差:指两个相位之差.
在实际中经常用到的是两个具有相同频率的简谐运动的相位差,反映出两简谐运动的步调差异.
例2 如图4所示是在同一个坐标系里画出的三个振动系统的振动图像,下列说法正确