【題目】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型,是機(jī)械振動(dòng)中最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)。 它具有如下特點(diǎn):
(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體受到回復(fù)力的作用,回復(fù)力的大小與物體偏離平衡位置的位移x成正比,回復(fù)力的方向與物體偏離平衡位置的位移方向相反,即:,其中k為振動(dòng)系數(shù),其值由振動(dòng)系統(tǒng)決定;
(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種周期性運(yùn)動(dòng),其周期與振動(dòng)物體的質(zhì)量的平方根成正比,與振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)系數(shù)的平方根成反比,而與振幅無(wú)關(guān),即:。
試論證分析如下問(wèn)題:
(1)如圖甲,擺長(zhǎng)為L、擺球質(zhì)量為m的單擺在AB間做小角度的自由擺動(dòng),當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。
a.當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),擺角為θ,畫(huà)出擺球受力的示意圖,并寫(xiě)出此時(shí)刻擺球受到的回復(fù)力大。
b.請(qǐng)結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),證明單擺在小角度擺動(dòng)時(shí)周期為
(2)類(lèi)比法、等效法等都是研究和學(xué)習(xí)物理過(guò)程中常用的重要方法。長(zhǎng)為L的輕質(zhì)絕緣細(xì)線(xiàn)下端系著一個(gè)帶電M為+q,質(zhì)量為m的小球。將該裝置處于場(chǎng)強(qiáng)大小為E的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,如圖乙所示;將該裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖丙所示。帶電小球在乙、丙圖中均做小角度的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),請(qǐng)分析求出帶電小球在乙、丙兩圖中振動(dòng)的周期。
(3)場(chǎng)是物理學(xué)中重要的概念,除了電場(chǎng)和磁場(chǎng),還有引力場(chǎng)。物體之間的萬(wàn)有引力就是通過(guò)引力場(chǎng)發(fā)生作用的,地球附近的引力場(chǎng)叫做重力場(chǎng)。
a.類(lèi)比電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方法,定義“重力場(chǎng)強(qiáng)度”,并說(shuō)明兩種場(chǎng)的共同點(diǎn)(至少寫(xiě)出兩條);
b.類(lèi)比電場(chǎng)中的電場(chǎng)線(xiàn),在圖丁地球周?chē)枥L出“重力場(chǎng)線(xiàn)”。
【答案】(1)a. b. (2)
(3)a. b.
【解析】(1)a.單擺受力分析:
b. 當(dāng)θ很小時(shí),sinθ=θ,θ等于θ角對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)與半徑的比值,
當(dāng)θ很小時(shí),弧長(zhǎng)PO接近于弦長(zhǎng),即擺球偏離平衡位置的位移為x,
振動(dòng)系數(shù):
k值代入簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期公式: ,
單擺周期公式:
(2)圖乙中,擺球受到重力G,電場(chǎng)力F電和擺線(xiàn)拉力T,與重力場(chǎng)中的單擺類(lèi)比,等效的“重力” 代入單擺的周期公式: 圖丙中,擺球受到重力G,洛倫茲力F洛和擺線(xiàn)的拉力T,與重力場(chǎng)中的單擺類(lèi)比,洛倫茲力始終沿?cái)[線(xiàn)方向,不產(chǎn)生恢復(fù)力效果,單擺周期與重力場(chǎng)中的相同,
(3)a.處在重力場(chǎng)中某點(diǎn)的物體所受的重力與物體質(zhì)量的比值,叫做該點(diǎn)的重力場(chǎng)強(qiáng)度,用g表示,定義式 兩種場(chǎng)的共同點(diǎn):①都是一種看不見(jiàn)的特殊物質(zhì);②場(chǎng)強(qiáng)都是矢量,既有大小,又有方向;③兩種場(chǎng)力做功都與路徑無(wú)關(guān),可以引入“勢(shì)”的概念;④保守力做功的過(guò)程,都伴隨著一種勢(shì)能的變化;⑤都可以借助電場(chǎng)線(xiàn)(重力場(chǎng)線(xiàn))、等勢(shì)面(等高線(xiàn))來(lái)形象描述場(chǎng);b.如圖為重力場(chǎng)分布情況.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩波源s1、s2在水槽中形成的波形如圖所示,其中實(shí)線(xiàn)表示波峰,虛線(xiàn)表示波谷,則
A. 在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)產(chǎn)生干涉
B. 在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)產(chǎn)生干涉
C. 點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)
D. 點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。監(jiān)測(cè)到推力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙、丙所示。取g=10 m/s2,則( )
A. 第1 s內(nèi)推力做功為1 J
B. 第1.5 s時(shí)推力F的功率為3 W
C. 第2 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為W=2.0 J
D. 第2 s內(nèi)推力F做功的平均功率=1.5 W
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】甲、乙兩個(gè)單擺擺球質(zhì)量相等,它們做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),其周期之比為。如果兩擺的懸點(diǎn)處于同一高度,將擺線(xiàn)拉到水平位置伸直,自由釋放擺球,則兩擺球經(jīng)過(guò)各自的最低點(diǎn)時(shí)( 。
A. 甲、乙兩擺球的動(dòng)能相等
B. 懸線(xiàn)對(duì)甲擺球的拉力大于懸線(xiàn)對(duì)乙擺球的拉力
C. 甲、乙兩擺球的機(jī)械能不相等
D. 兩擺球的向心加速度相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】利用“油膜法估測(cè)分子直徑”實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了構(gòu)建分子模型的物理思想,也體現(xiàn)了通過(guò)對(duì)宏觀(guān)量的測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀(guān)量的間接測(cè)量方法。
(1)某同學(xué)的操作步驟如下:
A.取一定量的無(wú)水酒精和油酸,制成一定濃度的油酸酒精溶液;
B.在量筒中滴入一滴該溶液,測(cè)出它的體積;
C.在淺盤(pán)內(nèi)盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散開(kāi)穩(wěn)定;
D.在淺盤(pán)上覆蓋帶方格的透明玻璃板,描出油膜形狀,算出油膜的面積。
該同學(xué)上述實(shí)驗(yàn)步驟中有問(wèn)題的是________(填字母代號(hào))。
(2)若該同學(xué)計(jì)算出滴在水面上油酸酒精溶液中油酸的體積為V,測(cè)得單分子油膜的面積為S,則油酸分子的直徑D=________。
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【題目】關(guān)于速度,下列說(shuō)法正確的是
A.瞬時(shí)速率始終不變的運(yùn)動(dòng),一定是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B.物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),一定有平均速度等于瞬時(shí)速度
C.平均速度可以粗略的描述物體在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)快慢
D.瞬時(shí)速度的大小通常叫做速率
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】改變汽車(chē)的質(zhì)量和速度,都能使汽車(chē)的動(dòng)能發(fā)生變化,在下面幾種情況中,汽車(chē)的動(dòng)能是原來(lái)的2倍的是( )
A. 質(zhì)量不變,速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
B. 質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
C. 質(zhì)量減半,速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
D. 質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)2倍,速度減半
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】提出分子電流假說(shuō)并用以解釋物質(zhì)磁性及磁化現(xiàn)象的科學(xué)家是( )
A. 奧斯特 B. 安培 C. 歐姆 D. 法拉第
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平光滑地而上停放著一輛質(zhì)最為M的小車(chē),小車(chē)左端靠在豎直墻壁上,其左側(cè)半徑為R的四分之一圓弧軌道AB是光滑的,軌道最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切,整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi).將質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)無(wú)初速釋放,物塊沿軌道滑行至軌道未端C處恰好沒(méi)有滑出.重力加速度為g,空氣阻力可忽略不計(jì).關(guān)于物塊從A位置運(yùn)動(dòng)至C位置的過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 在這個(gè)過(guò)程中,小車(chē)和物塊構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒
B. 在這個(gè)過(guò)程中,物塊克服摩擦力所做的功為 mgR
C. 在這個(gè)過(guò)程中,摩擦力對(duì)小車(chē)所做的功為 mgR
D. 在這個(gè)過(guò)程中,由于摩擦生成的熱量為 mMgR/(M+m)
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