高二物理第九章机械振动-单摆知识点总结练习题

核心出品 必属精品 免费下载 三、单摆

1、单摆：在细线的一端拴一小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线

的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置就叫做单摆

2、单摆是实际摆的理想化模型

3摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离 L=L0+R

4偏角:摆球摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角（偏角一般小于5°） 2、单摆的回复力：平衡位置是最低点 ，kx F -=回

回复力是重力沿切线方向的分力，大小为mg sin θ，方向沿切线指向平衡位置

单摆的周期只与重力加速度g 以及摆长L 有关。所以，同一个单摆具有等时性

重力加速度g:由单摆所在的空间位置决定。

纬度越低，高度越高，g 值就越小。不同星球上g 值也不同。

单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。 小球摆动到最高点时的重力势能最大，动能最小；平衡位置时的动能最大，重力势能最小。

若取最低点为零势能点，小球摆动的机械能等于最高点时的重力势能，也等于平衡位置时的动能。

例一：用下列哪些材料能做成单摆( AF )

悬线：细、长、伸缩可以忽略摆球：小而重（即密度大） A.长为1米的细线 B 长为1米的细铁丝 C.长为0.2米的细丝线

D.长为1米的麻绳

E.直径为5厘米的泡沫塑料球

F.直径为1厘米的钢球

G.直径为1厘米的塑料球

H.直径为5厘米的钢球

例2.一摆长为L 的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子,则这个单摆的周期是多少？

例3、有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度。已知该单摆在海平面处的周期是T 0，当气

球停在某一高度时，测得该单摆周期为T 。求该气球此时离海平面的高度h 。把地球看作质量均匀分布的

g

L T π

35=

半径为R的球体。

例7．如图所示为一单摆的共振曲线，求：

1。 该单摆的摆长约为多少？（近似认为g=2

m/s 2

）

2共振时摆球的最大速度大小是多少？

③若摆球的质量为50克，则摆线的最大拉力是多少？

例11．如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a 、b 、c 、d 、e 五个单摆，让a 摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确的有： A ．各摆的振动周期与a 摆相同

B ．各摆的振幅大小不同，c 摆的振幅最大

C ．各摆的振动周期不同，c 摆的周期最长

D ．各摆均做自由振动

例12．如图所示。曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz.现匀速转动摇把，转速为240r/min 。（1）当振子稳定振动时，它的振动周期是多大？（2）转速多大时，弹簧振子的振幅最大？

C

B

B

A

B

A

CD

作业4 单摆

一、选择题(每小题4分,共36分)

1.A 关于单摆,下列说法不正确的是( )

A.单摆的回复力是重力的分力

B.单摆的摆角小于5°,可看作简谐振动

C.单摆的振幅不论多大,其周期均为g

L

2π

D.单摆的振动是变加速圆周运动答案:C 2.A 将秒摆改为频率1Hz 的摆,应采取( )

A.摆球质量为原来的

4

1 B.振幅减小 C.摆长变为原来的4倍

D.摆长为原来的

4

1

答案:D 3.A 一个单摆从甲地到乙地,发现振动变快,为调整为原来的快慢,则( )

A.因为乙甲〉g g ,应缩短摆长

B.因为乙甲〉g g ,应加长摆长

C.因为乙甲g g <,应缩短摆长

D.因为乙甲g g <,应加长摆长答案:D

4.A 同一单摆放在甲地的振动频率为f 1,放在乙地的振动频率为f 2,那么甲、乙两地的重力加速度 之比为(

)

A.21f f

B.1

2f f

C.222

1f f D.21

2

2f f 答案:C 5.A 对于单摆振动过程,正确的是(

)

A.摆球机械能守恒.因为合外力为零

B.摆球经过最低点,动能最大,动量值最大

C.摆球向最高点摆动时,动能转化为势能,且因为克服重力做功而机械能减小

D.摆球到最高点时,动能为零,势能最大 答案:BD 6.B 一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的4

1

,在地球上走得很准的摆钟搬到此行星上后,此钟的分针走一整圈所经历的时间实际是(

)

A.

h 4

1

B.

h 2

1

C.2h

D.4h 答案:C

7.B 以平衡位置为坐标原点,单摆摆到平衡位置时,下列说法正确的是(

)

A.摆球所受的合力为零

B.摆球的速度为零

C.摆球的回复力为零

D.摆球的位移为零答案:CD

8.B 用空心铁球内部装水作摆球,若球的正下方有一小孔,水不断流出,从球内装满水到全部流出为止的过程中,其振动周期的大小是(

)

A.不变

B.变大

C.先变大后变小

D.先变小后变大答案:C

9.BA 、B 两个单摆,在同一地点A 全振动N 1次的时间内B 恰好全振动了N 2次,那么A 、B 摆长之比为( )

A.21

2

1)N N (

B.21

1

2)N N (

C.2

2

1)N N (

D.2

1

2)N N (

答案:D 二、填空题(每空8分,共24分)