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单摆,是理想化的力学模型之一.当单摆的最大摆角在0到10°区间时,单摆的运动非常接近简谐运动.某一单摆,其振动过程中最大偏角θ=5°,摆球经过平衡位置时,摆球的速度大小为0
◎ 题目
单摆,是理想化的力学模型之一.当单摆的最大摆角在0到10°区间时,单摆的运动非常接近简谐运动.某一单摆,其振动过程中最大偏角θ=5°,摆球经过平衡位置时,摆球的速度大小为0.2m/s,摆球的平衡位置距地面高为h=0.8m.(已知sin5°=0.087,cos5°=0.996,g取10m/s2)求: (1)此单摆的运动周期; (2)若摆球经过平衡位置时细绳恰巧断裂,摆球的落地速度. |
◎ 答案
(1)设摆球质量为m,摆长为L,由机械能守恒定律得mgL(1-cos5°)=
代入数据得:L=
由单摆的周期公式T=2π
代入解得T=2π
(2)摆球经过平衡位置时细绳断裂后,做平抛运动. 小球在竖直方向上做自由落体运动,所以落地时竖直方向的速度v⊥=
根据勾股定理,摆球的落地速度v=
设方向与水平夹角为θ,tanθ=闂備胶鍎甸崜婵堟暜閹烘绠犻幖杈剧悼閸楁岸鏌ら崫銉︽毄闁荤喎缍婇弻娑⑩€﹂幋婵囩亪闂佺粯甯楀浠嬬嵁閺嶎偀鍋撳☉娅辨粍绂掗敂鍓х<婵°倐鍋撻柟铏悾鐑芥晸閻樻彃宓嗗┑顔矫畷顒勫几閻樼粯鈷戦悹鍥b偓宕囦紙闂佺懓鍤栭幏锟� 濠电姵顔栭崳顖滃緤閻e本宕查柟鐗堟緲妗呮繝銏f硾椤戞垹妲愰敐澶嬬厱闁斥晛鍠氬▓鏃傜磼閹绘帗鍋ラ柡灞剧洴楠炴帒鈹戦崱鏇炴瀳闂備浇妗ㄧ粈渚€鏁冮妷銉$細濠电姵鑹鹃悙濠傤渻鐎n亝鎹fい锔诲櫍濮婃椽宕ㄦ繝搴㈢暦濠电偛寮堕悧鏇㈡偩閻戣姤鍋勭紒瀣儥閸ゃ倕鈹戦埥鍡楃仴妞ゆ泦鍥х闁哄洨浼濋悷鎵冲牚閹肩补鈧尙鏆楃紓鍌欑劍椤ㄥ懘藝闂堟稓鏆﹂柟杈鹃檮閺呮悂鏌ㄩ悤鍌涘
上一篇:某人在高层楼房的阳台外侧上以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15m处所经历的时间可以是(空气阻力不计,g取10m/s2)()A.1sB.2sC.3sD.(2+7)s
下一篇:如图所示,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度Va和Vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点.若不计空气阻力,下列关系正确
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