1、课后素养落实(六)单摆(建议用时:40分钟)考点一单摆模型的回复力及运动情况1在如图所示的装置中,可视为单摆的是()A单摆的悬线要求无弹性且粗细、质量可忽略,摆球的直径与悬线长度相比可忽略,故A对,B、C错;悬点必须固定,故D错2关于单摆,下列说法正确的是()A摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置B摆球受到的回复力是它所受的合力C摆球经过平衡位置时,所受的合力为零D摆角很小时,摆球所受合力的大小跟摆球相对于平衡位置的位移大小成正比A回复力是使摆球回到平衡位置的力,其方向总是指向平衡位置,A选项正确;摆球所受的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力,不是摆球所受的合力,B选项错误;摆球经过平衡位置时,
2、回复力为零,但由于摆球做圆周运动,有向心力,合力不为零,方向指向悬点,C选项错误;摆角很小时,回复力与摆球相对于平衡位置的位移大小成正比,但合力没有此关系,D选项错误3(多选)如图所示,对于做简谐运动的单摆,当所受回复力逐渐增大时,随之变小的物理量是()A摆线上的张力B摆球的振幅C摆球的重力势能D摆球的动能AD回复力逐渐增大时,摆球的重力沿切线方向的分力增大,速度变小,动能变小,重力势能增大,向心力减小,张力减小,振幅不变4有一个正在摆动的秒摆(T2 s),若取摆球正从平衡位置向左运动时开始计时,那么当t1.6 s时,以下对摆球的运动情况及回复力变化情况正确的是()A正在向左做减速运动,回复力
3、正在增大B正在向右做减速运动,回复力正在增大C正在向右做加速运动,回复力正在减小D正在向左做加速运动,回复力正在减小D秒摆的周期为T2 s,取摆球正从平衡位置向左运动时开始计时,当t1.6 s时,即TtT,说明摆球正从最右端向平衡位置做加速运动,即向左做加速运动;由于摆角在变小,故F回mgsin 也在变小,A、B、C错误,D正确考点二单摆的周期5发生下述哪一种情况时,单摆周期会增大()A增大摆球质量B缩短摆长C减小单摆振幅D将单摆由山下移到山顶D由单摆的周期公式T2可知,g减小时周期会变大6将单摆和弹簧振子都放在竖直向上做匀加速运动的电梯中,则()A两者的振动周期都不变B两者的振动周期都变小C
4、单摆的振动周期变小,弹簧振子的振动周期不变D单摆的振动周期变小,弹簧振子的振动周期变大C弹簧振子的振动周期只与其本身的因素有关,跟物体的运动状态无关,所以弹簧振子的周期不变;当电梯加速向上运动时,单摆的等效重力加速度变大,单摆的周期变小,所以选项C正确7将秒摆的周期由2 s变为4 s,下面哪些措施是正确的()A只将摆球质量变为原来的B只将振幅变为原来的2倍C只将摆长变为原来的4倍D只将摆长变为原来的16倍C单摆的周期与摆球的质量和振幅均无关,A、B错;对秒摆,T022 s,对周期为4 s的单摆,T24 s,故l4l0.故C对,D错8把在北京调准的摆钟,由北京移到赤道上时,摆钟的振动()A变慢了
5、,要使它恢复准确,应增加摆长B变慢了,要使它恢复准确,应缩短摆长C变快了,要使它恢复准确,应增加摆长D变快了,要使它恢复准确,应缩短摆长B把标准摆钟从北京移到赤道上,重力加速度g变小,则周期T2T0,摆钟显示的时间小于实际时间,因此变慢了,要使它恢复准确,应缩短摆长,B正确9摆长为l的单摆做简谐运动,若从某时刻开始计时(即取作t0),当振动至t时,摆球恰具有负向最大速度,则单摆的振动图像是图中的()DtT,最大速度时,单摆应在平衡位置,y0,v方向为y,沿y轴负方向,故D选项正确10(多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像,下列说法中正确的是()A甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比
6、乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大D在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆ABD由图看出,两个单摆的周期相同,同一地点g相同,由单摆的周期公式T2 得知,甲、乙两单摆的摆长L相等,故A正确;甲摆的振幅为10 cm,乙摆的振幅为7 cm,则甲摆的振幅比乙摆大,故B正确;尽管甲摆的振幅比乙摆大,两摆的摆长也相等,但由于两摆的质量未知,无法比较机械能的大小,故C错误;在t0.5 s时,乙摆具有最大负向位移,由a 可知,乙摆具有正向最大加速度,故D正确. 11(多选)如图所示,一个光滑凹槽半径为R,弧长为L(已知RL)现将一质量为m的小球从凹槽边缘由静止释放,小球以最低点为平衡位置做简谐运动已知重力加速度
7、大小为g,下列说法正确的是()A小球做简谐运动的回复力为重力和支持力的合力B小球做简谐运动的回复力为重力沿凹槽圆弧切线方向的分力C小球做简谐运动的周期为2D小球做简谐运动的周期为2BD小球做简谐运动的回复力为重力沿凹槽圆弧切线方向的分力,选项B正确,A错误;小球做简谐运动时,圆弧的半径相当于摆长,则其周期为2,选项C错误,D正确12甲、乙两人观察同一单摆的振动,甲每经过3.0 s观察一次摆球的位置,发现摆球都在其平衡位置处;乙每经过4.0 s观察一次摆球的位置,发现摆球都在平衡位置右侧的最高处,由此可知该单摆的周期不可能的是()A0.5 sB1.0 sC1.5 sD2.0 sC摆的摆动具有周期性,题中每次经过半个周期通过平衡位置或最右端;故3 s和4 s都是半周期的整数倍,故时间差1 s也是半周期的整数倍;即1n;T(n为正整数)T0.5 s时,n4,故A正确;T1.0 s时,n2,故B正确;T1.5 s时,n,故C错误;T2.0 s时,n1,故D正确;故选C13两个等长的单摆,第一个放在地面上,另一个放在高空,当第一个单摆振动n次的同时,第二个单摆振动(n1)次如果地球半径为R,那么第二个单摆离地面的高度为多大?解析设第二个单摆离地面的高度为h,则距地心距离为(Rh),设此处重力加速度为g,地表处重力加速度为g,则:又由T2得:即由解得h.答案