教科版 (2019)选择性必修 第一册3 单 摆作业ppt课件

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1.下列关于简谐运动的说法正确的是(　　)A.弹簧振子在平衡位置时,加速度最大,速度最大,动能最大B.弹簧振子在振动过程中机械能守恒,动能和重力势能相互转化C.在同一地点,单摆的周期随摆长增大而增大D.单摆运动到平衡位置时受到的合力为零
解析 弹簧振子在平衡位置时,回复力为零,故加速度为零,此时振子的速度最大,动能最大,A错误;弹簧振子在振动过程中机械能守恒,振子的动能和弹簧的弹性势能相互转化,B错误;在同一地点,g不变,由单摆的周期公式T=2π 可知,单摆的周期随摆长l的增大而增大,C正确;单摆运动到平衡位置时,回复力为零,但还需要有指向圆心的合力提供向心力,故在平衡位置受到的合力不为零,D错误。
2.(多选)发生下列情况时,单摆周期会增大的是(　　)A.只增大摆球质量B.只增大摆长C.只减小单摆振幅D.只将单摆由山下移至非常高的山顶
解析 由单摆周期公式T=2π 知,T与单摆的摆球质量和振幅无关,A、C错误;只增大摆长,l变大,T变大,B正确;只将单摆由山下移到山顶,g变小,T变大,D正确。
3.放在同一桌面上的甲、乙两个单摆的摆长相等,将两单摆的摆球由平衡位置拉起,使摆角θ甲<θ乙<5°,由静止同时开始释放,则(　　)A.甲先摆到平衡位置B.乙先摆到平衡位置C.甲、乙两单摆同时到达平衡位置D.无法判断
解析 两个单摆的摆长相等,则两个单摆的周期相等,单摆从最大位移处摆到平衡位置所用的时间为 周期,时间相等,故甲、乙两单摆同时到达平衡位置,选项C正确。
4.如图所示,细线一端固定在O点,另一端连接一个可视为质点的小球,小球在A、B之间做小角度的往返运动,下列说法正确的是(　　)A.摆长越长,摆动周期越小B.振幅越大,摆动周期越大C.小球质量越大,摆动周期越小D.重力加速度越大,摆动周期越小
解析 小球的运动可以视为简谐运动,摆动周期为T=2π ,可知摆长越长,摆动周期越大,A错误;摆动周期与振幅和小球质量均无关,B、C错误;重力加速度越大,摆动周期越小,D正确。
5.(2023广东东莞高二期末)惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟。摆钟里摆的结构示意图如图所示,圆盘固定在摆杆上,螺母沿摆杆上下移动,可以调节摆的摆长。下列说法正确的是(　　)A.螺母向上移动,摆的周期变小,摆动加快B.螺母向上移动,摆的周期变大,摆动减慢C.螺母向下移动,摆的周期变大,摆动加快D.螺母向下移动,摆的周期变小,摆动减慢
解析 螺母向上移动,则摆的摆长减小,根据单摆的周期公式T=2π ,可知摆的周期变小,摆动加快,故A正确,B错误;同理可得,螺母向下移动,则摆的摆长增加,摆的周期变大,摆动减慢,故C、D错误。
6.(多选)一单摆在竖直面内做小角度摆动,其振动图像如图所示。若当地的重力加速度为g,则下列说法正确的是(　　)
7.李华家有一带有钟摆(可视为单摆)的机械摆钟,最近发现这个摆钟每天快5 min。若要使其准确计时,可适当(　　)A.加长钟摆长度B.减小钟摆长度C.增加摆球质量D.减小摆球质量
解析 由单摆的周期T=2π 可知,摆钟周期与摆球质量无关,C、D错误;这个摆钟每天快5 min,说明摆钟周期偏小,若要使其准确计时,应加长钟摆长度,A正确,B错误。
8.如图所示,一单摆摆长为l,在其悬挂点O的正下方 l处的P点有一个钉子,摆线在钉子的右侧。现将摆球向其平衡位置左侧移动,移到摆线与竖直方向成5°角时由静止释放,则它振动的周期为(　　)
9.如图所示,圆弧AO是半径为2 m的光滑圆弧面的一部分,圆弧与水平面相切于点O,AO弧长为10 cm,现将一小球先后从圆弧的A处和B处分别无初速度地释放,到达底端O的速度分别为v1和v2,所经历的时间分别为t1和t2,那么(　　)A.v1=v2,t1=t2B.v1>v2,t1=t2C.v1=v2,t1>t2D.v1>v2,t1>t2
解析 因为AO弧长远小于半径,所以小球从A、B处沿圆弧无初速度滑下可等效成单摆小角度的摆动,即做简谐运动,等效摆长为2 m,单摆的周期与振
10.同一地点的甲、乙两单摆的振动图像如图所示,下列说法不正确的是(　　)A.甲的振幅大于乙的振幅,甲的摆长大于乙的摆长B.甲的周期等于乙的周期C.在t=0.5 s时甲正经过平衡位置向x轴负方向运动D.在t=1.0 s时乙的速率大于甲的速率
解析 由题图可知,甲的振幅为10 cm,乙的振幅为7 cm,所以甲的振幅大于乙的振幅,由振动图像知甲和乙的周期相等,均为2 s,根据单摆周期公式T=2π ,可知甲的摆长等于乙的摆长,故A错误,B正确;由振动图像知,在t=0.5 s时甲正经过平衡位置向x轴负方向运动,故C正确;由振动图像知,在t=1.0 s时甲位于最大位移处,振动速度为零,乙在平衡位置,速度最大,所以乙的速率大于甲的速率,故D正确。
11.如图所示,用两根不可伸长的轻绳悬挂一个小球,两绳长度均为l,两绳之间的夹角为α,小球的半径为r,当小球垂直于纸面做简谐运动时,其周期为(　　)
12.(2023山东青岛高二期中)如图所示,一个半径为R的凹槽,该槽是圆柱体侧表面的一部分,MN、PQ为圆柱表面的母线,长度均为l。在槽一端的最低处有一小孔B,一半径略小于B孔半径且远小于R的小球,位于槽的另一端边缘点A处(A靠近槽的最低点),不计摩擦。(1)若小球初速度为零,求小球运动到轨道最低点的时间。(2)若小球以初速度v0开始沿平行于MN的方向运动,要使小球运动到槽的另一端时,恰能落入B孔中,求小球的初速度v0和l应满足的关系式。