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單擺 用一根長(zhǎng)度不變、質(zhì)量可忽略不計(jì)的細(xì)線懸掛一個(gè)小球,在重力作用從一定的高度在豎直平面內(nèi)作周期運(yùn)動(dòng),就成為單擺。如圖甲所示,小球在A、B之間來回?cái)[動(dòng),從繩的上端到小球球心的距離叫擺長(zhǎng),用l表示,單位:米。
單擺在擺動(dòng)過程中速度會(huì)發(fā)生變化,向下擺動(dòng)速度會(huì)增大,向上擺動(dòng)速度會(huì)減小。
單擺來回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間叫做周期,用T表示,單位:秒。由于單擺來回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間較短,直接測(cè)量誤差較大。意大利物理學(xué)家伽利略發(fā)現(xiàn):在一定的范圍內(nèi),不論擺動(dòng)的幅度多大,單擺完成一次擺動(dòng)的時(shí)間總相同,即擺的等時(shí)性原理。因此,通過測(cè)量單擺來回?cái)[動(dòng)多次的時(shí)間,再計(jì)算出來回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間,可提高周期測(cè)量的準(zhǔn)確性。
小明在某次實(shí)驗(yàn)中探究了周期T與擺長(zhǎng)l的關(guān)系,獲得的數(shù)據(jù)如下表所示:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678
擺長(zhǎng)l/m0.300.400.500.60.700.800.901.00
周期T/s1.11.31.41.51.71.81.92.0
周期平方T2/s21.21.62.02.32.93.23.64.0
擺鐘(如圖乙所示)、蕩秋千等就是生活中的單擺。
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(1)從表中數(shù)據(jù)可知,單擺的擺長(zhǎng)l越長(zhǎng),周期T越
長(zhǎng)
長(zhǎng)
(長(zhǎng)/短)。
(2)請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丙中作出單擺周期的平方T2與擺長(zhǎng)l的關(guān)系圖象。
(3)關(guān)于單擺,下列說法正確的是
D
D

A.小球在擺動(dòng)的過程中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變
B.小球從A擺向B的過程中,經(jīng)過E點(diǎn)速度小于經(jīng)過F點(diǎn)的速度
C.在一定的范圍內(nèi),若將小球拉到更高的位置由靜止釋放,則擺動(dòng)的周期會(huì)變長(zhǎng)
D.若家里的擺鐘慢了,可通過縮短擺長(zhǎng)進(jìn)行校正
(4)圖甲中當(dāng)小球擺到最高點(diǎn)B時(shí),速度為0,此時(shí)小球
不是
不是
(是/不是)處于平衡狀態(tài),你的理由是
此時(shí)小球受到的拉力和重力不是一對(duì)平衡力
此時(shí)小球受到的拉力和重力不是一對(duì)平衡力

(5)圖甲中,當(dāng)小球從A擺向B的過程中,經(jīng)過F點(diǎn)時(shí),剪斷細(xì)后,則小球?qū)⒀厝鐖D中的哪條路徑繼續(xù)運(yùn)動(dòng)?(不計(jì)空氣阻力)
C
C
。
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【考點(diǎn)】單擺的應(yīng)用
【答案】長(zhǎng);D;不是;此時(shí)小球受到的拉力和重力不是一對(duì)平衡力;C
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:49引用:1難度:0.5
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.小剛同學(xué)正在游樂場(chǎng)觀察一位小朋友蕩秋千,他注意到:小朋友在來回?cái)[動(dòng)時(shí),每一次擺動(dòng)的時(shí)間似乎相等。
    為了驗(yàn)證這個(gè)猜想是否正確,小剛同學(xué)用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)?zāi)M了小朋友蕩秋千的過程,用秒表測(cè)量了每一次擺動(dòng)所用的時(shí)間,發(fā)現(xiàn)確實(shí)相等。他感到非常好奇和驚喜,把這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論告訴了在同一物理學(xué)習(xí)小組的小明、小紅。他們又查閱了有關(guān)的物理資料,了解到如圖1所示的裝置叫單擺。單擺來回?cái)[動(dòng)一次,即A→B→C→B→A所用的時(shí)間,叫做單擺的周期。他們所發(fā)現(xiàn)的每擺動(dòng)一次所用的時(shí)間相等的規(guī)律,伽利略300多年前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,叫做“擺的等時(shí)性原理”,人們還利用這個(gè)原理制造了擺鐘。
    小明又提出:一個(gè)單擺每次擺動(dòng)所用的時(shí)間相等,是不是所有的單擺周期都相等呢?
    于是,他們又制作了各種各樣的單擺。擺球質(zhì)量有大的,有小的;擺線有長(zhǎng)的,有短的…通過多次測(cè)量他們發(fā)現(xiàn),不同單擺的周期常常不相等。那么單擺的周期跟什么因素有關(guān)呢?他們根據(jù)各種單擺擺動(dòng)的情況猜測(cè):?jiǎn)螖[的周期可能跟擺球的質(zhì)量、擺線的長(zhǎng)度及開始時(shí)擺球的高度有關(guān)。為了驗(yàn)證這些猜想是否正確,他們?cè)O(shè)計(jì)并進(jìn)行了下面的三組實(shí)驗(yàn):
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    仔細(xì)觀察圖中給出的信息,你知道他們每一組實(shí)驗(yàn)的目的是什么嗎?通過每一組實(shí)驗(yàn)可以得出什么結(jié)論?
    第(1)組:研究目的
     
    ;結(jié)論
     

    第(2)組:研究目的
     
    ;結(jié)論
     
    。
    第(3)組:研究目的
     
    ;結(jié)論
     

    生活中常見利用擺的等時(shí)性制造的擺鐘,擺的下端有一個(gè)可上下調(diào)動(dòng)的螺母,調(diào)節(jié)它,可以調(diào)節(jié)鐘表的快慢。如果鐘表慢了,應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)?請(qǐng)你說說其中的道理。

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:24引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.通過進(jìn)一步觀察,伽利略發(fā)現(xiàn):不論擺動(dòng)的幅度大些還是小些,完成一次擺動(dòng)的時(shí)間(即擺動(dòng)周期)是一樣的,這在物理學(xué)中叫做“擺的等時(shí)性”原理,各種機(jī)械擺鐘都是根據(jù)這個(gè)原理制作的。
    著名物理學(xué)家伽利略在比薩大學(xué)讀書時(shí),對(duì)擺動(dòng)規(guī)律的探究,是他第一個(gè)重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn),有一次他發(fā)現(xiàn)教堂上的吊燈因?yàn)轱L(fēng)吹不停地?cái)[動(dòng),盡管吊燈的擺動(dòng)幅度越來越小,但每一次擺動(dòng)的時(shí)間似乎相等。
    后來,伽利略又把不同質(zhì)量的鐵球系在繩端做擺錘進(jìn)行實(shí)驗(yàn),他通過研究發(fā)現(xiàn)了擺的一系列規(guī)律。
    小芳對(duì)“伽利略對(duì)擺動(dòng)的研究”很感興趣,于是仿照伽利略的做法利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),她先測(cè)出了擺線的懸掛點(diǎn)O到鐵球球心的距離L,擺動(dòng)過程中擺線長(zhǎng)度不變,并將此定義為擺長(zhǎng)L,然后將鐵球拉倒左側(cè)最高點(diǎn),釋放小球,使小球來回?cái)[動(dòng),再測(cè)出了擺球擺動(dòng)30次所用的時(shí)間,進(jìn)而算出擺球擺動(dòng)一次所用時(shí)間。小芳猜想這一時(shí)間可能與擺球的質(zhì)量m和擺長(zhǎng)L有關(guān),她做探究擺動(dòng)一次所用的時(shí)間與擺長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:

    次數(shù)
    擺線長(zhǎng)
    L/m
    擺動(dòng)30次的時(shí)間/s 擺動(dòng)1次
    時(shí)間/s
    1 0.25 30.0 1.0
    2 0.50 42.6 1.4
    3 0.75 52.1 1.7
    4 1.00 60.0 2.0
    5 2.00 85.1 2.8
    (1)小芳用鐵球制成擺,把鐵球拉倒不同高度,位置越高,鐵球的
    能越大,若不考慮空氣阻力和其他能量損失,鐵球會(huì)一直擺動(dòng)下去,擺動(dòng)過程中鐵球的
    能保持不變。
    (2)不論擺動(dòng)的幅度大些還是小些,完成一次擺動(dòng)的時(shí)間是一樣的,這在物理學(xué)中叫做擺的
    性。小芳在實(shí)驗(yàn)中擺球擺動(dòng)的幅度可以用
    來表示。
    (3)小芳在探究一次所用的時(shí)間T與擺長(zhǎng)L關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,下列做法中必須的是

    A.控制擺長(zhǎng)L保持不變 B.控制擺動(dòng)的幅度保持不變
    C.控制擺球的質(zhì)量保持不變 D.控制擺動(dòng)30次的時(shí)間保持不變
    (4)小芳在實(shí)驗(yàn)中用到的測(cè)量工具有

    (5)分析表中數(shù)據(jù)可知,擺球擺動(dòng)一次所用的時(shí)間T隨著擺長(zhǎng)L的增大而
    ,T很可能與
    成正比。

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:73引用:1難度:0.1
  • 3.小林、小西和小吳在公園里玩蕩秋千,如圖甲。小林把小西、小吳分別輕輕推一下,細(xì)心的小林發(fā)現(xiàn),他們往返擺動(dòng)一次的時(shí)間幾乎一樣。那么,秋千往返擺動(dòng)一次的時(shí)間與哪些因素有關(guān)呢?三人對(duì)此問題進(jìn)行了研究,提出如下猜想:
    猜想 A:秋千往返擺動(dòng)一次所用的時(shí)間可能與人的質(zhì)量m有關(guān)。
    猜想 B:秋千往返擺動(dòng)一次所用的時(shí)間可能與秋千的繩長(zhǎng)L有關(guān)。
    猜想C:秋千往返擺動(dòng)一次所用的時(shí)間可能與秋千的擺角θ有關(guān)。
    為了驗(yàn)證上述猜想,他們來到實(shí)驗(yàn)室,找來不同質(zhì)量的小鐵球(質(zhì)量已知)、細(xì)繩、刻度尺、鐵架臺(tái)、量角器,模擬秋千,組裝了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
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    (1)實(shí)驗(yàn)中還需用到的測(cè)量工具是

    (2)按圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到表中數(shù)據(jù):
    次數(shù) 擺球質(zhì)量m/g 擺角θ 擺長(zhǎng)L/cm 擺球擺20次時(shí)間t總/s 擺球擺1次平均時(shí)間t/s
    1 15 100 40.0 2.0
    2 30 100 40.0 2.0
    3 30 100 40.0 2.0
    4 30 80 36.0 1.8
    5 30 50 28.0 1.4
    ①為驗(yàn)證猜想A,應(yīng)選
    兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較:比較2和3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。可知猜想C是
    (選填“正確”或“不正確”)的。
    ②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是:?jiǎn)螖[來回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間只跟
    有關(guān)。
    (3)在第3、4次實(shí)驗(yàn)中,小宇用“保持質(zhì)量、擺角不變,改變擺長(zhǎng)”的方法來探究擺的擺動(dòng)往返時(shí)間與擺長(zhǎng)的關(guān)系,這種方法在物理實(shí)驗(yàn)中稱為
    法(選填“控制變量”或“轉(zhuǎn)換”)。
    (4)在擺線懸掛點(diǎn)O的正下方固定一鐵釘P,將擺球從A點(diǎn)釋放,擺線碰到鐵釘后擺球仍能繼續(xù)擺動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)后再擺回,如此往復(fù),如圖丙所示。若擺長(zhǎng)為100cm,則單擺在 A、B兩點(diǎn)間來回?cái)[動(dòng)一次所需時(shí)間應(yīng)
    (選填“大于”“小于”或“等于”)2.0s。

    發(fā)布:2024/10/4 7:0:1組卷:39引用:3難度:0.5
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