高中物理探究单摆的周期与摆长的关系试题

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？

单摆的周期在下列何种情况时会增大(    )

A．增大摆球质量	B．减小摆长
C．把单摆从赤道移到北极	D．把单摆从海平面移到高山

有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T²～L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是      （选填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了在南大室验室摆动的两种摆长的振动图象（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比      ．

摆长为1米的单摆，在t=0时正通过平衡位置向右运动，当t=1.7秒时，摆球的运动是

A．正向左作减速运动，加速度的大小在增加

B．正向左作加速运动，加速度的大小在减小

C．正向右作减速运动，加速度的大小在增加

D．正向右作加速运动，加速度的大小在减小

关于单摆的运动，下列说法中正确的是

A．单摆摆动过程中，摆线的拉力和摆球重力的合力为回复力

B．摆球通过平衡位置时，所受合力为零

C．摆球通过平衡位置时，所受回复力为零

D．摆球摆动过程中，经过最大位移处时所受合力为零

单摆的周期在下列何种情况时会增大(    )

A．增大摆球质量	B．减小摆长
C．把单摆从赤道移到北极	D．把单摆从海平面移到高山

如图所示，两个半径分别10m和5m的光滑的圆弧状轨道在最低点相切，将一小球（可视为质点）从距最低点5cm 处由静止释放。则下列说法正确的是：(     )

A．小球往返运动一次的周期比小球在半径为10m的光滑圆弧上做简谐运动时的周期大

B．小球在最低点左右两侧上升的最大高度相同

C．小球在最低点左右两侧通过的最长弧长相等

D．小球在最低点右侧的最大摆角是左侧的两倍

做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减
小为原来的1/2，则单摆振动的

A．频率、振幅都不变	B．频率、振幅都改变
C．频率不变、振幅改变	D．频率改变、振幅不变

有人说矿区的重力加速度偏大，某兴趣小组用单摆测定重力加速度的实验探究该问题。（1）用刻度尺测得摆长为，测量周期时用到了秒表，长针转一周的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格为1min，该单摆摆动n=50次时，长短针的位置如图所示，所用时间为t=________s。



（2）用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=__________（不必代入具体数据）。
（3）若有一位同学在实验时测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T²—图象，就可以求出矿区的重力加速度.理论上T²—图象是一条过坐标原点的直线，该同学根据实验数据作出的图象如图所示.
①造成图象不过坐标原点的原因最有可能是___________。
②由图象求出的重力加速度g＝_______m/s²（取π²=9.87）。

对于秒摆下述说法正确的是（    ）

A．摆长缩短为原来的四分之一时，频率是1Hz

B．摆球质量减小到原来的四分之一时，周期是4s

C．振幅减为原来的四分之一时，周期是2s

D．如果重力加速度减为原来的四分之一时，频率为0.25Hz

在“用单摆测定重力加速度”的实验中①测摆长时，若正确测出悬线长l和摆球直径d，则摆长为        ；②测周期时，当摆球经过         位置时开始计时并计数1次，测出经过该位置N次（约60～100次）的时间为t，则周期为          。
此外，请你从下列器材中选用所需器材，再设计一个实验，粗略测出重力加速度g，并参照示例填写下表（示例的方法不能再用）
A．天平；B．刻度尺；C．弹簧秤；D．电磁打点计时器；E．带夹子的重锤；
F．纸带；G．导线若干；H．铁架台；I．低压交流电源；J．低压直流电源；
G．小车；K．螺旋测微器；M．斜面（高度可调，粗糙程度均匀）

	所选器材 （只填器材序号）	简述实验方法 （不要求写出具体步骤）
示例	B、D、E、F、G、H、I	安装仪器，接通电源，让纸带随重锤竖直下落。 用刻度尺测出所需数据，处理数据，得出结果
实验 设计

（

有一秒摆T="2" s，摆球的质量为0.04 kg，当摆球质量增加到0.08 kg时，它的周期是_______，当摆长增加到原来的4倍时，它的振动频率是_________。

用单摆测重力加速度的实验中，若测得的重力加速度g值偏大，其原因可能是下列中的(    )

A．振幅太小，测得的周期偏小

B．计算摆长时，只考虑线长，没有加上摆球半径

C．将n次全振动误记为(n-1)次全振动

D．将n次全振动误记为(n+1)次全振动

一个单摆由甲地移到乙地后，发现走时变快了，其变快的原因及调整的方法是(    )

A．g甲>g乙，将摆长缩短	B．g甲＜g乙，将摆长放长
C．g甲＜g乙，将摆长缩短	D．g甲>g乙，将摆长放长

一根摆长为2 m的单摆，在地球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为284 s.
（1）求当地的重力加速度g；
（2）该单摆拿到月球上去，已知月球的重力加速度是1.60 m/s²，单摆振动周期是多少？