B.摆球在A点和C点处,速度为零,回复力也为零
C.摆球在B点处,速度最大,回复力也最大
D.摆球在B点处,速度最大,细线拉力也最大
答案 D
解析 摆球在摆动过程中,最高点A、C处速度为零,回复力最大,合力不为零,在最低点B处,速度最大,回复力为零,细线的拉力最大.
单摆的回复力是重力在切线方向的分力,或者说是摆球所受合外力在切线方向的分力.摆球所受的合外力在摆线方向的分力提供摆球做圆周运动的向心力,所以并不是合外力完全用来提供回复力.因此摆球经过平衡位置时,只是回复力为零,而不是合外力为零此时合外力提供摆球做圆周运动的向心力.
二、单摆的周期
[导学探究] 单摆的周期公式为T=2π.
(1)单摆的摆长l等于悬线的长度吗?
(2)将一个单摆移送到不同的星球表面时,周期会发生变化吗?
答案 (1)不等于.单摆的摆长l等于悬线的长度与摆球的半径之和.
(2)可能会.单摆的周期与所在地的重力加速度g有关,不同星球表面的重力加速度可能不同.
[知识深化] 单摆的周期
(1)伽利略发现了单摆运动的等时性,惠更斯得出了单摆的周期公式并发明了摆钟.
(2)单摆的周期公式:T=2π.
(3)对周期公式的理解
①单摆的周期公式在单摆偏角很小时成立(偏角小于5°时,由周期公式算出的周期和准确值相差不超过万分之五).
②公式中l是摆长,即悬点到摆球球心的距离l=l线+r球.
③公式中g是单摆所在地的重力加速度,由单摆所在的空间位置决定.
④周期T只与l和g有关,与摆球质量m及振幅无关,所以单摆的周期也叫固有周期.