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如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少

题文

如图所示为一单摆的共振曲线。求:(近似认为
如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少


如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少

(1)该单摆的摆长约为多少?
(2)共振时摆球的最大速度大小是多少?
(3)若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少?

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)1m;(2)0.25m/s;(3)0.496N。

解析

(1)由共振曲线可知,单摆的固有频率为0.5Hz,固有周期为2s;从而由
如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少
,得:
如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少

(2)由图像可知,共振时,振幅为A=8cm,设单摆偏离竖直方向的最大偏角为
如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少
,则当摆球摆到最低点时,速度最大,由机械能守恒(或动能定理)有:
如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少

由余弦定理求得:
如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少

从而最大速度为:
如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少

(3)最低点,拉力与重力的合力提供向心力:
如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少
;得:
如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少

考点

据考高分专家说,试题“如图所示为一单摆的共振曲线。求:(近似认.....”主要考查你对 [共振 ]考点的理解。

共振

共振:

1、定义:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振。
2、共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率。
3、共振曲线:受迫振动的振幅A与驱动频率f的关系,f表示物体的固有频率,当f=f时,振幅最大。

如图所示为一单摆的共振曲线。求:该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?若摆球的质量为50g,则摆线的最大拉力是多少

4、共振的防止和利用:
①共振的利用:使驱动力的频率接近系统的固有频率,直至等于振动系统的固有频率。如:转速计、共振筛;
②共振的防止:使驱动力的频率远离振动系统的固有频率。
5、功与能:发生共振时,驱动力对振动系统总是做正功,总是向系统输入能量,使系统的机械能逐渐增加,振动物体的振幅增大。当驱动力对系统做的功与摩擦力做的功和介质阻力做的功之和相等时,振动系统的机械能不再增加,振幅不再增大
6、共鸣:共鸣——声音的共振现象
两个振动频率相同的声源,当一个声源振动时,产生的声波会通过介质(空气)传播到另一声源,使另一声源受到周期性的驱动力而做受迫振动,从而发出声音,这种现象称为共鸣

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