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将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力.图甲中O点为单摆的固定悬点,...

将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力.图甲中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,∠AOB=∠COB=α;α小于10°且是未知量.图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线,且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻.试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息求:(g取10m/s2
(1)单摆的振动周期和摆长;
(2)摆球的质量;
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(1)根据一个周期内两次经过最低点,最低点的拉力最大,从F-t图线中得出周期.根据单摆的周期公式T=求出单摆的摆长. (2)摆球在最高点,绳子的拉力最小,为Fmin=mgcosθ,在最低点速度最大,沿半径方向上的合力提供向心力,此时拉力最大,有Fmax=+mg,从最高点到最低点运用机械能守恒定律求出摆球的质量. 【解析】 (1)从F-t图线可知,单摆的周期T=0.4πs. 根据单摆的周期公式T=得, L=. 答:单摆的周期为0.4πs,摆长为0.4m. (2)在最高点A,有Fmin=mgcosθ=0.495N 在最低点B,有Fmax=+mg 从A到B,滑块机械能守恒,有mgR(1-cosθ)= 联立三式解得:m=0.05kg. 答:摆球的质量为0.05kg.
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考点分析:
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(1)某次时间测定中,秒表的示数如图所示,则t=    (s)
(2)某次实验测量的数据记录如下表:
螺帽的数量n(个)12345
30次全振动的时间t(s)13.4019.2023.2126.8330.01
振动周期T(s)0.450.640.770.891.00
为了得出T与m的关系,他先研究T与n的关系,并采用作图的方法处理实验数据.他以螺帽的个数n为横坐标得出一条倾斜直线,那么他是以    为纵坐标的.
(3)由表中数据,在图示坐标系中作出该直线.
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(4)根据作出的图线,得出T与n的关系式为T=    (s).每个螺帽的质量用m表示,若用一未知质量的物体做振子时,测得周期为1.26s,则该物体质量为    m
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如图所示,一水平弹簧振子在光滑水平面上的B、C两点间做简谐运动,O为平衡位置.已知振子由完全相同的P、Q两部分组成,彼此栓接在一起.当振子运动到B点的瞬间,将P拿走,则以后Q的运动和拿走P之前相比Q的振幅    (填“增大”、“不变”、“减小”);Q通过O点时的速率    (填“增大”、“不变”、“减小”).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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