高中物理探究单摆的周期与摆长的关系计算题

如图所示，两个大小可忽略的质量相等的弹性小球A和B分别挂在L₁=1m，L₂=0.25m的细线上，两球重心等高且互相接触．现将A球向左拉离平衡位置很小的角度后由静止开始释放，已知当A与B相碰时发生速度交换，即碰后A球速度为零，B球速度等于A球碰前的速度，当B与A相碰时遵循相同的规律，且碰撞时间极短忽略不计．A、B两球的运动可视为简谐运动．求从释放小球A开始到两球发生第3次碰撞的时间t．（取π²≈g）
 

如图所示，现把小球A由平衡位置O拉到其悬线与竖直方向成α角（α=5^o，cosα=0.9875）轻轻释放，A球下摆时与静止在平衡位置的O点处的B球发生正碰，碰撞后两球速率相等，且等于碰前A球速率的1/3，碰撞后A球被弹回， B球向右在光滑水平轨道上运动，后又滑上倾角为30°足够长的光滑斜轨道。（已知摆长L=1m，g=10m/s²，π²≈g）

（1）碰前的瞬间A球的速率多大？
（2）水平光滑轨道的长度x应满足什么条件才能使小球B从斜面上返回后正好与小球A在平衡位置O 处迎面相碰？

某实验小组进行“用单摆测定重力加速度”的实验,已知单摆在摆动过程中摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间内为t；在测量单摆的摆长为L、摆球的直径为d.
(1)该单摆在摆动过程中的周期为                  .
(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g =                       .
(3)实验结束后,某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的           .

A．单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了

B．把n次摆动的时间误记为(n + 1)次摆动的时间

C．以摆线长作为摆长来计算

D．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算

一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k.设地球的半径为R.假定地球的密度均匀,已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零．求矿井的深度d.

如图所示，光滑水平面上，一个小球以初速度v向右匀速运动，右侧有一个线长为l的单摆在垂直纸面方向上做小角度振动。摆球的半径为r（不可忽略），其下端在最低点O处恰好与水平面接触，当小球在A点时，摆球恰好处于距离平衡位置最大位移处。若小球与摆球在O点处相撞，小球的体积可忽略，当地重力加速度为g，求：
（1）单摆振动的周期；
（2）AO间的距离。

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：（g取10m/s²）

（1）作出小球在A点和B点的受力示意图
（2）求单摆的振动周期和摆长；
（3）求摆球的质量；

如图甲是一个单摆振动的情形，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．图乙是这个单摆的振动图象．根据图象回答：

(1)单摆振动的频率是多大？
(2)开始时刻摆球在何位置？
(3)若当地的重力加速度为10 m/s²，这个摆的摆长是多少？

如图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙所示是这个单摆的振动图象．根据图象回答：（）

(1)单摆振动的频率是多大？
(2)若当地的重力加速度为10 m/s²，试求这个摆的摆长是多少？
(3)如果摆球在B处绳上拉力F₁=1.01N，在O处绳上拉力F₂=0.995N，则摆球质量是多少？

如图所示，光滑圆弧轨道的半径为R，圆弧底部中点为O，两个相同的小球分别在O正上方h处的A点和离O很近的轨道B点，现同时释放两球，使两球正好在O点相碰。问h应为多高？

如图所示，摆长为L的单摆，当摆球由A经平衡位置O向右运动的瞬间，另一小球B以速度v同时通过平衡位置向右运动，B与水平面无摩擦，与竖直墙壁碰撞无能量损失，问OC间距离x满足什么条件，才能使B返回时与A球相遇？
 

如图7为一双线摆，在同一水平天花板上用两根等长的细线悬挂一小球，已知线长为L，摆线与水平方向夹角为θ，小球的尺寸忽略不计。当小球在垂直纸面做简谐运动时，求此摆的振动周期？（当地重力加速度为g）

如图所示，两个质量相等的弹性小球A和B分别挂在L₁=0.81m，L₂=0.36m的细线上，两球重心等高且互相接触，现将A球拉离平衡位置与竖直方向夹角小于5°后由静止开始释放，已知当A与B相碰时发生速度交换，即碰后A球速度为零，B球速度等于A球碰前的速度；当B与A相碰时遵循相同的规律，且碰撞时间极短忽略不计。求从释放小球A开始到两球发生第3次碰撞的时间t。（已知π²≈g）

如图12－1－6所示，一个光滑的圆弧形槽半径为R，放在水平地面上，圆弧所对的圆心角小于5°.AD的长为x，今有一小球m₁以沿AD方向的初速度v从A点开始运动，要使小球m₁可以与固定在D点的小球m₂相碰撞，那么小球m₁的速度v应满足什么条件？

如图所示，现把小球A由平衡位置O拉到其悬线与竖直方向成α角（α=5^o，cosα=0.9875）轻轻释放，A球下摆时与静止在平衡位置的O点处的B球发生正碰，碰撞后两球速率相等，且等于碰前A球速率的1/3，碰撞后A球被弹回， B球向右在光滑水平轨道上运动，后又滑上倾角为30°的光滑斜轨道（轨道足够长）。（已知摆长L=1m，g=10m/s²，π≈）
（1）碰前的瞬间A球的速率多大？
（2）水平光滑轨道的长度x应满足什么条件才能使小球B从斜面上返回后正好与小球A在平衡位置O处迎面相碰？

如图所示，在水平地面上有一段光滑圆弧形槽，弧的半径是R，所对圆心角小于10^o，现在圆弧的右侧边缘M处放一个小球A，使其由静止下滑，则：
（1）球由A至O的过程中所需时间t为多少？在此过程中能量如何转化？（定性说明）
（2）若在圆弧的最低点O的正上方h处由静止释放小球B，让其自由下落，同时A球从圆弧右侧由静止释放，欲使A、B两球在圆弧最低点O处相遇，则B球下落的高度h是多少？