2017-2018学年高中物理（沪科版,选修3-4）课件+教师用书+练习:第1章 1.3 探究摆钟的物理原理+1.4 探究单摆振动的周期 （3份打包）

学业分层测评 第1章 1.3 探究摆钟的物理原理 1.4 探究单摆振动的周期 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1.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，所受的合力不为零 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 E.摆角很小时，摆球的回复力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比 【解析】　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，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选项正确；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，E选项正确. 【答案】　ACE 2.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.增加摆长 C.减小单摆振幅 D.将单摆由山下移到山顶 E.把单摆放在减速上升的升降机中 【解析】　由单摆的周期公式T＝2π可知，g减小或l增大时周期会变大. 【答案】　BDE 3.一个单摆做小角度摆动，其振动图像如图1­3­6所示，以下说法正确的是(　　) 图1­3­6 A.t1时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小 B.t2时刻摆球速度最大，但加速度不为零 C.t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大 D.t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大 E.t4时刻摆球所受合力为零 【解析】　由振动图像可知：t1和t3时刻摆球偏离平衡位置的位移最大，此时摆球速度为零，悬线对摆球的拉力最小；t2和t4时刻摆球位移为零，正在通过平衡位置，速度最大，悬线对摆球的拉力最大.故正确答案为A、B、D. 【答案】　ABD 4.两个单摆在相同的时间内，甲摆动45次，乙摆动60次，则(　　) A.甲、乙两摆的周期之比为4∶3 B.甲、乙两摆的频率之比为3∶4 C.甲、乙两摆的摆长之比为4∶3 D.甲、乙两摆的摆长之比为16∶9 E.甲、乙两摆的振幅之比为16∶9 【解析】　设摆动时间为t，则T甲＝，而振幅之比无法确定，故A、B、D正确.＝＝可得.又由T＝2π＝，＝＝可得，T乙＝ 【答案】　ABD 5.同一地点的甲、乙两单摆(摆球质量相等)的振动图像如图1­3­7所示，下列说法中正确的是(　　) 【导学号：38910008】 图1­3­7 A.甲、乙两单摆的摆长相等 B.甲摆的机械能比乙摆小 C.甲摆的最大速率比乙摆小 D.在周期时振子具有正向加速度的是乙摆 E.在周期时甲摆重力势能最大，乙摆动能最大 【解析】　由图像可知，甲、乙周期相同，又T＝2π时甲摆在最大位移处，重力势能最大，乙摆在平衡位置处，动能最大，E正确.周期时甲摆处于平衡位置，乙摆处于负向最大位移处，故乙摆具有正向加速度，D项正确；在t＝，同一地点所以g相同，故摆长l相等，A项正确；由图像可知，甲、乙振幅相同，摆球质量相等，所以两摆的机械能相等，最大速率相等，B、C项错误；由图像可知， 【答案】　ADE 6.在“探究单摆周期与摆长关系”的实验中，下列做法正确的是(　　) A.应选择伸缩性小、尽可能长的细线做摆线 B.用刻度尺测出细线的长度并记为摆长l C.在小偏角下让单摆摆动 D.当单摆经过平衡位置时开始计时，测量一次全振动的时间作为单摆的周期T E.通过简单的数据分析，若认为周期与摆长的关系为T2∝l，则可作T2－l图像，如果图像是一条直线，则关系T2∝l成立 【解析】　摆长等于摆线的长度加上摆球半径，为减小误差应保证摆线的长短不变，所以应选择伸缩性小、尽可能长的细线做摆线，A正确；刻度尺测出细线的长度再加上小球的半径才是摆长，B错误；单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，单摆的摆角不能太大，一般不超过5°，否则单摆将不做简谐运动，C正确；当单摆经过平衡位置时速度最大，此时开始计时误差较小，但是要测量n次全振动的时间记为t，再由T＝求周期误差较小，D错误；数据处理的时候，通常由线性关系比较容易得出结论，故需作T2­l图像，E正确. 【答案】　ACE 7.摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(即取作t＝0)，当振动至t＝时，摆球恰具有负向最大速度，画出单摆的振动图像. 【解析】　t＝T，最大速度时，单摆应在平衡位置，y＝0，v方向为－y，沿y轴负方向.＝ 【答案】　 8.某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录数据如下： 摆长l/m 0.500 0 0.800 0 0.900 0 1.000 0 1.200 0 周期T/s 1.42 1.79 1.90 2.00