Question

12．將一單擺向左拉至水平標志線上，從靜止釋放，當擺球運動到最低點時，擺線碰到障礙物，擺球繼續(xù)向右擺動．用頻閃照相機拍到如圖所示的單擺運動過程的頻閃照片，以下說法正確的是（　�。�

• A． 這個實驗說明了動能和勢能可以相互轉化，轉化過程中機械能守恒
• B． 擺線碰到障礙物前后的擺長之比為9：4
• C． 擺線經過最低點時，線速度不變，半徑減小，擺線張力變大
• D． 擺線經過最低點時，角速度變大，半徑減小，擺線張力不變

Answer 1

分析 頻閃照相機每隔一定拍一次相，具有周期性，根據(jù)照片記錄的時間分析擺線碰到障礙物前后的周期關系，由單擺周期公式研究擺長關系．擺球經過最低點時，線速度不變，半徑變小，由牛頓定律分析擺線張力的變化．

解答 解：A、小球從靜止釋放，運動到右側最高點的過程中，初末位置速度都為零且等高，所以此過程中動能和勢能可以相互轉化，轉化過程中機械能守恒，故A正確，
B、A、由單擺的周期公式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$可知，L∝T²，由于是頻閃照片，圖中相鄰兩小球的影像的時間間隔是相同的，所以周期之比是9：6，周期平方比是9：4．
所以擺線碰到障礙物前后的擺長之比為9：4，故B正確；
C、機械能守恒，擺線經過最低點時，小球線速度不變，由向心力知識，T-mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$可知，r減小，擺線張力T變大．故C正確，D錯誤；
故選：ABC．

點評 解決本題的關鍵掌握單擺的周期公式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$，以及知道擺線經過最低點時與障礙物碰撞前后的線速度大小不變．