图1
解析:t==T,最大速度时,单摆应在平衡位置,y=0,v方向为-y,即沿y轴负方向,故D选项正确。
答案:D
3.用空心铁球内部装满水做摆球,若球正下方有一小孔,水不断从孔中流出,从球内装满水到水流完为止的过程中,其振动周期的大小是( )
A.不变
B.变大
C.先变大后变小再回到原值
D.先变小后变大再回到原值
解析:单摆的周期与摆球的质量无关,但当水从球中向外流出时,等效摆长是先变长后变短,因而周期先变大后变小再回到原值,故选项C正确。
答案:C
4.如图2所示,曲面AO是一段半径为2 m的光滑圆弧面,圆弧与水平面相切于O点,AO弧长为10 cm,现将一小球先后从曲面的顶端A和AO弧的中点B由静止释放,到达低端的速度分别为v1和v2,经历的时间分别为t1和t2,那么( ) 图2
A.v1<v2,t1<t2 B.v1>v2,t=t2
C.v1=v2,t1=t2 D.以上三种都有可能
解析:因为AO弧长远小于半径,所以小球从A、B处沿圆弧滑下可等效成小角度单摆的摆动,即做简谐运动,等效摆长为2 m,单摆的周期与振幅无关,故有t1=t2,因mgh=mv2,所以v=,故v1>v2,故B正确。
答案:B