1. 物体的摆动是生活中常见的物理现象,像海盗船,钟摆等等,都能在竖直平面内周期性地来回“摆动”,他们都包含了摆的科学原理。
(1) 如图所示,以O点为平衡位置,单摆在A、B两点间做简谐运动。下列说法正确的是(  )

A. 摆球从A点经O点运动到B点即完成一次全振动 B. 摆球经过平衡位置时所受合力为零 C. 摆球所受合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比 D. 从A点向O点运动的过程中,摆球受到的拉力不断增大,回复力不断减小
(2) 如图甲所示,挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小幅度地摆动,即可用来拆卸混凝土建筑。若将该设备视为单摆模型,它对应的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是(  )

A. 铁球振动的周期是4s B. 时,铁球的速度最大 C. 铁球的质量增大,周期变小 D. 到6s,铁球的势能不断增大
(3) 如图所示演示装置,一根张紧的水平绳上挂着5个单摆,其中A、D摆长相同,先使A摆摆动,其余各摆也摆动起来,稳定后可以发现(  )

A. B摆振动的周期最短 B. C摆振动的周期最长 C. 各摆摆动的周期均与A摆相同 D. D摆的振幅最小
(4) 摆球在竖直面内的A、C之间来回摆动,O为单摆的固定悬点,摆线与竖直方向的最大夹角为。摆线上拉力的大小随时间的变化如图所示,重力加速度为g,由此可得单摆的摆长为,摆球在最低点B处的速度大小为

(5) 未来某一天,若人类移居到一个新的星球,有一同学利用单摆设计如下方案测量该星球的质量(该星球可以看作质量均匀分布的半径为的球体)。

(1)下列说法正确的是

A.在最大位移处启动秒表和结束计时

B.用秒表测30至50次全振动的时间,计算出平均值

C.在水平面内用直尺测量绳长和小球半径,其和记为摆长

(2)该同学在平衡位置启动秒表,并开始记数,当摆球第50次经过平衡位置时制动秒表,若读数为t,则单摆的周期T为

(3)该同学根据多次测量数据作出图线(如图乙所示),根据图线求出重力加速度(保留3位有效数字)。

(4)若该同学在测量摆长时多加了小球半径,则使用以上方法算得的g值和真实值相比,若在计时的过程中,摆绳松动,使摆线长度增加,使用以上方法算得的g值和真实值相比(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)

【考点】
受迫振动和共振; 探究单摆的运动; 用单摆测定重力加速度;
【答案】

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