图甲是一个单摆振动的情形,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的最远位置.设摆球向右方向运动为正方向.图乙是这个单摆的

图甲是一个单摆振动的情形,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的最远位置.设摆球向右方向运动为正方向.图乙是这个单摆的振动图象.根据图象请回答以下几个问题

(1)单摆的频率多大?
(2)摆球速度首次具有负的最大值的时刻是多少?摆球位置在哪里(用甲图中的B、O、C回答)?
(3)摆球加速度首次具有负的最大值的时刻是多少?摆球位置在哪里(用甲图中的B、O、C回答)?
(4)若当地的重力加速度为10m/s2,试求这个摆的摆长是多少?
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古灵精怪虫 幼苗

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解题思路:通过单摆的周期求出单摆振动的频率;通过初始时刻摆球的位移确定摆球的位置;通过单摆的周期公式求出摆长的大小.

(1)单摆的周期为0.8s,所以f=[1/T]=1.25Hz.
(2)摆球在平衡位置时速度最大,速度首次出现负的最大值的时刻是0.6s时刻,在O位置.
(3)在最大位移处加速度最大,在C位置具有的负的最大加速度,在0.4s时刻.
(4)单摆的周期为0.8s,根据T=2π

L
g,则摆长L=
gT2
4π2≈0.16m.
答:(1)单摆振动的频率是1.25Hz.
(2)摆球速度首次具有负的最大值的时刻是0.6s时刻,在O位置.
(3)摆球加速度首次具有负的最大值的时刻是0.4s时刻,位置在C.
(4)这个摆的摆长是0.16m.

点评:
本题考点: 单摆周期公式.

考点点评: 解决本题的关键知道在单摆运动的过程中,加速度、速度、位移如何变化,以及掌握单摆的周期公式.

1年前

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