2017-2018学年教科版选修3-4 1.2单摆 学案
2017-2018学年教科版选修3-4    1.2单摆  学案第4页

解析 单摆的回复力不是它的合力,而是重力沿圆弧切线方向的分力;当摆球运动到平衡位置时,回复力为零,但合力不为零,因为小球还有向心力,方向指向悬点(即指向圆心).

二、单摆的周期

例2 某单摆原来的周期为T,下列情况会使单摆周期变为的是(  )

A.摆长减为原来的 B.摆球的质量减为原来的

C.振幅减为原来的 D.重力加速度减为原来的

答案 A

解析 由单摆周期公式T=2π可知周期与摆球的质量和振幅无关,B、C错误;当摆长减为原来的时,周期变为原来的,A正确;当重力加速度减为原来的时,周期变为原来的2倍,D错误.

针对训练 一个单摆的摆长为l,在其悬点O的正下方0.19l处有一钉子P,如图4所示,现将摆球向左拉开到A.摆线偏角θ<5°,放手后使其摆动,求出单摆的振动周期.

图4

答案 1.9π

解析 释放后摆球到达右边最高点B处,由机械能守恒可知B和A等高,则摆球始终做简谐运动,它的周期为两个不同单摆的半周期的和.

T=+=π +π =1.9π .

例3 如图5所示,光滑轨道的半径为2 m,C点为圆心正下方的点,A、B两点与C点相距分别为6 cm与2 cm,a、b两小球分别从A、B两点由静止同时放开,则两小球相碰的位置是(  )

图5