高中物理探究单摆的周期与摆长的关系计算题

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？

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.(把地球看做质量均匀分布的半径为R的球体)

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？

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。

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？

把地球上的一个秒摆(周期等于2s的摆称为秒摆)拿到月球上去，它的振动周期变为多少？已知地球质量M_地=5.98×10²⁴kg，半径R_地=6.4×10⁶m，月球质量M_月=7.34×10²²kg，半径R_月=1.74×10⁶m。（保留两位有效数字）

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？

如图所示，水平虚线下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场，整个空间存在匀强电场（图中未画出）。质量为，电荷量为的小球静止于虚线上方点，在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为的冲量作用而做匀速直线运动。在点右下方的磁场中有定点，长为l的绝缘轻绳一端固定于点，另一端连接不带点的质量同为的小球，自然下垂。保持轻绳伸直，向右拉起，直到绳与竖直方向有一小于5^。的夹角，在P开始运动的同时自由释放到达点正下方点是速率为。两小球在点发生正碰，碰到电场，磁场消失，两小球黏在一起运动。两小球均视为质点，小球的电荷量保持不变，绳不可伸长不计空气阻力，重力加速度为。

（1）求匀强电场场强的大小和进入磁场时的速率；

（2）若绳能承受的最大拉力为,要使绳不断，至少为多大？

（3）求点距虚线的距离

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。设地球的半径为。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。

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？

将单摆A的摆长增加1.5m，则振动周期增大到原来的2倍。求A摆摆长为多少？

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) 开始时刻摆球在何位置？
(2) 写出摆球做简谐运动的表达式
(3)若当地的重力加速度为10 m/s²，这个摆的摆长是多少？（）

如下图所示是演示沙摆振动图象的实验装置和在木板上留下的实验结果，沙摆运动可看作是简谐运动，若用力F向外拉木板，使木板做匀速运动，速度大小是0.2m/s。已知乙图所示的一段木板的长度是0.6m，那么这次实验所用的沙摆的摆长约为（计算时可以取）

有五组同学用单摆测重力加速度g，各组实验器材和实验数据如表所示，若各组同学实验操作水平一样，那么第              组同学测定的结果最准确。若该组同学根据自己测得的实验数据做出单摆的振动图像如下图，那么该组同学测出的重力加速度g大小是            m/s²。

组数	摆球材料	最大偏角	摆长	测全振动次数
1	木	4°	0.64m	10
2	木	30°	0.64m	10
3	铁	4°	0.81m	50
4	铁	30°	0.81m	50

一重力为mg的小球，用长为L的轻绳挂于O点，小球在水平拉力作用下，从平衡位置P点极其缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方位的夹角为60^0，。试求：

（1）小球从P点缓慢移到Q点的过程中，拉力所做的功；
（2）在Q点撤除外力，小球将会绕p点来回左右摆动，最终停止在P点，设在整个摆动的过程中空气阻力的平均大小为f，那么从撤去外力开始到最终停在P点的整个过程中，小球路程是多少？