第二章 第四节 单摆-2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第一册经纶学典【学霸题中题】(人教版)

学题中题物理,选择性必修第一册,B 则有:F=- GpTmx=-k 7.C解析:设每相邻两次闪光的时间间隔为t,则摆球在右侧摆动的周期为 结论:小球在洞内做简谐运动 T=8,在左侧摆动的周期为T2=4,T1:72=2:1.则T1=2丌 Gpπmx=-kx可知,从洞口到地心,小球的万有引力大小F是 以上各式联立得L2=L1,所以,小钉与悬点的距离s=L1-L2 随着做功的距离线性减少的 所以W=1MR2=-1m2-0 L故选C 重难聚焦 所以U=2R 1.D解析:由T=2m可知,周期增大为原来的2倍等效重力加速 C压轴挑战 (1)见解析(2)0.16m(3)≥0 度g'=8.设绳子拉力为F,由F-mg=m,F=mg,上式联立可得a=、3g 解析:(1)设物块在斜面上平衡时,弹簧伸长量为△L,则有 mosin a-k△L=0 解得△L=m81na=003m 则加速度大小为,方向向下综上分析,D正确 当物块位移为x时,弹簧伸长量为x+△L,物块所受合力为 2D解析:根据公式:72/,所以有:7=2m D正确 F合= mosin a-k(x+△L), 联立以上各式解得FA=-k 3.A解析:本题是类似单摆模型,回复力由重力的下滑分力的切向分量提 可知物块做简谐运动 供,重力的下滑分力为 nisIn a,下滑分力的切向分力为 mosin asin0 (2)物块做简谐运动的振幅为A=0.1m+△L=0.13m 故A正确,B错误;类似单摆模型,等效重力加速度为gsinα,故周期为: 由对称性可知,最大伸长量为xn=A+△L=0.16m (3)设物块位移x为正,则斜面体受力情况如图所示 7=2√gna,故C错误,摆球在运动过程中,经平衡位置时,线的拉力和 重力的下滑分力的合力提供向心力,故T- mosin c=mt,故T> mosin,故 D错误 4.A解析:据题意,两段光滑圆弧所对应的圆心角均小于5°,把两球在圆弧 上的运动看作等效单摆,等效摆长等于圆弧的半径,则M、N两球的运动周 期分别为Tu=2丌 两球第一次到达O点的时间分别 由于斜面体平衡,所以水平方向有f+ Fu sin a- Fcos a=0, 竖直方向有F2-Mg- F. cos a-Fina=0 由于R1<R2,则t<t,故两 联立解得f= kxcos a,FN2=Mg+mg+ tkxsin c 小球第一次相遇点的位置一定在O点的右侧故选A. 为使斜面体保持静止,则有f1≤μF (2n-1)2m2R (n=1,2,3,…)解析:小球由A点开始沿球内表面运动时,只 If1 klxl cos ax 受重力和支持力作用,等效为单摆的运动因为OA<R,所以小球自A点 当x=-A时,上式右端达到最大值,代入数据解得μ≥0.60 释放后做简谐运动,要使两球在O点相碰,两者到O点的运动时间 第四节单摆 相等. 小球由A点由静止释放运动到O点的时间为 A四基巩固 1.ABC解析:单摆由摆线和摆球组成,摆线只计长度不计质量,摆球只计质 量不计大小,且摆线不可伸缩但把单摆的运动作为简谐运动来处理是有条 由于从O点正上方自由落下的小球到O点的时间也为 件的,只有在摆角很小(θ≤5°)的情况下才能视单摆的运动为简谐运动 故A、B、C正确,D错误 (2n-1)时两球才能在O点相碰,所 2.C解析:重力竖直向下,摆线对摆球的拉力总是指向悬点,故合力不总是 1 4TT" R 指向悬点,故A错误;重力的切向分量提供回复力,径向分力和细线拉力的 2n-1)2R(n=1,2 合力提供向心力故重力的另一分力小于或等于摆线拉力故B错误,C正B应用提优 确,D错误 1.D解析:甲、乙两个单摆摆球质量相等,它们做简谐运动时,其周期之比为 3C解析;单摆的周期为27、g,摆钟快了,说明摆动周期小,则必须2:1,根据单摆的周期公式7=27、工,摆长的比值为2:1将摆线拉到 使圆盘沿摆杆下移,才能调准,故AB错误;由冬季变为夏季时,温度升高 则由热胀冷缩可知,应使圆盘沿摆杆上移,才准确,故C正确;把摆钟从黑龙 水平位置伸直,自由释放摆球,摆球摆动过程机械能守恒,故最低点的机械 江移到福建,重力加速度减小,则应使圆盘沿摆杆上移,才能准确,故D错 能等于初位置的机械能,最低点的动能等于重力势能的减小量,故甲、乙两 误所以C正确,ABD错误 摆球的动能不相等,故AC错误;根据机械能守恒定律,有:mg=2m,最 =3时摆球具有负向最大速度,知摆球经过平衡位置低点,拉力和重力的合力提供向心力根据牛顿第二定律,有:7-mg=mn 向负方向振动,知C正确,A、B、D错误故选C mx,联立解得:a=2g,T=3mg,故B错误,D正确 2.C解析:摆球经过最低点时,拉力最大,在0.2s时,拉力最大,所以此时摆 6BD解析:从图中可得T=27