高中物理探究单摆的周期与摆长的关系计算题

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T₀。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半径为R的球体。

图（甲）是一个单摆的震动情形，O是它的平衡位置，Ｂ、Ｃ是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右运动为正方向。图（乙）是这个单摆的震动图像。根据图像回答： （共10分）

（1）单摆震动的频率是多大？
（2）开始时刻摆球在何位置？ （用字母Ｏ、Ｂ、Ｃ表示）
（3）若当地的重力加速度为，试求这个摆的摆长是多少？

某人利用单摆来确定某高山的高度。已知单摆在海面处的周期是T0。而在该高山上，测得该单摆周期为T。求此高山离海平面高度h为多少？（把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体）

（附加题）图6所示为一种记录地震的摆，摆球m固定在边长为L，质量可忽略不计的等边三角形框架的顶点A上，它的对边BC跟竖直线成不大的夹角ａ，摆球可绕固定轴BC摆动。求摆球做微小摆动的周期。

一个单摆在质量为m₁、半径为R₁的星球上做周期为T₁的简谐运动，在质量为m₂、半径为R₂的星球上做周期为T₂的简谐运动。求T₁与T₂之比。

已知单摆摆长为L，悬点正下方3L/4处有一个钉子。让摆球做小角度摆动，其周期将是多大？

有一单摆，当摆线与竖直方向成角（5⁰）时，摆球的速度为零，摆球运动到最低点时的速度为，求此单摆的周期。

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，现将质量ｍ＝0.05kg的小摆球(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、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。∠AOB=∠COB=θ（θ小于10°且是未知量）。由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，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所给的信息，(g取10m/s²，=0.89)，求：

⑴单摆的振动周期和摆长。
⑵摆球运动到平衡位置时的速度。
⑶图乙中细线拉力最小值为多少？

利用高楼楼顶下垂的单摆、实验室用的刻度尺和秒表，如何测定当地的重力加速度？请你设计一种行之有效的方法，写出简要的实验原理及计算g值的公式.（注意：单摆摆长无法直接测出）

有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成．两个单摆摆动平面前后相互平行.
（1）现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0 s和49.0 s，则两单摆的周期差ΔT＝____________ s；
（2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，具体操作如下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差．若测得释放两摆的时间差Δt＝0.165 s，则在短摆释放____________ s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向____________（填方向）通过____________ （填位置）；
（3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可以做的改进是______________.

该实验中，实际上要改变摆长多次测量，求g的平均值，下表是两个同学设计的记录计算表，正确的是_____________.

用单摆测定重力加速度的实验中，有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上_________.（填字母）

A．1 m长的粗绳

B．1 m长的细绳

C．半径为1 cm的小木球

D．半径为1 cm的小铅球

E.时钟
F.秒表
G.最小刻度为mm的米尺
H.最小刻度为cm的米尺
I.铁架台
J.附砝码的天平

一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如下步骤
A.测摆长:用米尺量出摆线的长度．
B.测周期：将摆球拉起，然后放开，在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间，算出单摆的周期.
C.将所测得的和代入单摆的周期公式，算出，将它作为实验的最后结果写入报告中去．
指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正，（不要求进行误差计算）________________________________________________________．