课堂练习1
1.下列有关单摆运动过程中的受力,说法正确的是( )
A.单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力
B.单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力
C.单摆经过平衡位置时合力提供向心力
D.单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力
E.在摆角很小的情况下,单摆回复力符合简谐运动特点
【解析】 单摆运动的回复力不是由重力与摆线拉力的合力提供,平衡位置时,重力和摆线拉力的合力提供向心力,A错误,C正确;单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力,而不是摆线拉力的分力,故选项B正确,D错误;当θ<5 °时,单摆回复力符合简谐运动特点,E正确.
【答案】 BCE
图132
2.一单摆做小角度摆动,其振动图象如图132所示,以下说法正确的是
( )
A.t1时刻摆球速度为零,摆球的回复力最大
B.t2时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最小
C.t3时刻摆球速度为零,摆球的回复力最小
D.t4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大
E.t1到t3摆球的回复力先减小后增大
【解析】 由振动图象知,t1和t3时刻摆球偏离平衡位置的位移最大,此时摆球的速度为零,摆球的回复力最大;A正确C错误;t2和t4时刻摆球位移为零,正在通过平衡位置,速度最大,由于摆球做圆周运动(一部分),由牛顿第二定律得出悬线对摆球拉力最大,故D正确,B错误;t1到t3摆球位移先减小再增大,故回复力先减小后增大,E正确.
【答案】 ADE
3.关于单摆摆球在运动过程中的受力,下列结论正确的是( )
A.摆球受重力、摆线的张力两个力作用
B.摆球的回复力最大时,向心力为零;回复力为零时,向心力最大C.摆球的回复力最大时,摆线中的张力大小比摆球的重力大
D.摆球的向心力最大时,摆球的加速度方向沿摆球的运动方向
E.摆球由最大位移处向平衡位置运动时回复力逐渐减小,向心力逐渐增大
【解析】 单摆在运动过程中,摆球受重力和摆线的拉力,故A正确.重力垂直于摆线的分力提供回复力.当回复力最大时,摆球在最大位移处,速度为零,向心力为零,则拉力小于重力,在平衡位置处,回复力为零,速度最大,向心力最大,摆球的加速度方向沿摆线指向悬点,故C、D错,B对.摆球由最大位移处向平衡位置运动时,回复力逐渐减小,向心力逐渐增大,E正确.
【答案】 ABE
单摆中的"回复力"
1.单摆振动中的回复力不是它受到的合外力,而是重力沿圆弧切线方向的一个分力.单摆振动过程中,有向心力,这是与弹簧振子不同之处.
2.在最大位移处时,因速度为零,所以向心力为零,故此时合外力也就是回复力.