一做簡諧運動的單擺,擺球m 0 2kg,擺長為2m,最大擺角為5度,g 10m s2求 1 單擺最大重力勢能和最大速度

2022-11-25 03:50:11 字數 2656 閱讀 7357

1樓:彩繪青龍

一.應先說以軌道最低點為0勢能面

e=mgl(1-cos5) = 4(1-cos5)e=mv^2 *1/2 v=根號下40(1-cos5)二 e1為當時重力勢能 所以 e1+1/2 e1 = e 所以e1= 8(1-cos5)/3

因為e1=mgl(1-cosx) 得cosx=(1+2cos5)/3

所以x角= arccos(1+2cos5)/3

2樓:匿名使用者

在沒有說明重力勢能的零點(參考面)位置時,一般是以地面或該裝置的最低點作為零勢面。

本題是以最低點為零勢面的。

m=0.2千克,擺長l=2米,最大擺角為θ=5度=5*π/180 弧度=(π/36)弧度

(1)當單擺運動到最高點時,重力勢能最大。

最大重力勢能是 ep大=mgh=mgl*(1-cosθ)

由於θ很小,所以 1-cosθ=2*[sin(θ/2)]^2≈2*(θ/2)^2=θ^2 / 2

(注意:這裡θ單位要用「弧度」)

即 ep大=mgl*θ^2 / 2=0.2*10*2*(π/36)^2 / 2=0.01523焦耳

當單擺在最低點時,速度最大。

由機械能守恆 得 ep大=m*v大^2 / 2

最大速度是 v大=根號(2*ep大 / m)=根號(2*0.01523 / 0.2)=0.39 m/s

(2)設擺角是α時,重力勢能為動能的2倍。

即 mg*l*(1-cosα)=2*ek

由機械能守恆 得 ep大=ek+mg*l*(1-cosα)

所以有 ep大=1.5*mg*l*(1-cosα)≈1.5*mg*l*α^2 / 2  (α很小,α的單位用「弧度」)

即 0.01523=1.5*0.2*10*2*α^2 / 2

得 α=0.03186弧度=0.03186*180 / π 度=1.83度

一個做簡諧運動的單擺,擺長為1m,擺球質量為100g,取擺球最低點為重力勢能零點。求當擺線偏角為

3樓:777簡簡單單

設擺長為l,擺角為α

振幅a=((lsinα)^2+(l-lcosα)^2)^(1/2)=(2l^2-2l^2cosα)^(1/2)=2lsin(α/2)最高點重力勢能為ep=mgl(1-cosα)根據機械能守恆,

所以總能量不變e總=ep=mgl(1-cosα)最低點速度由機械能守恆得ek=(mv^2)/2=mgl(1-cosα)

v=(2gl(1-cosα))^(1/2)最低點時擺線對擺球由最大拉力,

由圓周運動向心力公式得

mv^2/l=t-mg

將v代入解得t=2mg(1-cosα)+mg

有一單擺,其擺長l=1.02m,擺球的質量m=0.10kg,已知單擺做簡諧運動,單擺振動30次用的時間t=60.8s,試求

4樓:詮釋

(1)單擺做簡諧運動,由題得其週期為:t=tn=60.8

30s=2.027s

由單擺的週期公式t=2πlg

得 g=4π

tl=4×3.1×1.02

2.02

≈9.79m/s2

(2)秒擺的週期為:t0=2s

設其擺長為l0,依t=2πlg

可知 t∝

l即:t:t0=l:

l故:l0=t20

tl=×1.02

2.02

m=0.993m

其擺長要縮短△l=l-l0=1.02-0.993(m)=0.027m即擺長應縮短0.027m.

答:(1)重力加速度g為9.79m/s2;

(2)如果將這一單擺改成秒擺,擺長應縮短0.027m.

一擺長為l,擺球質量為m的單擺在做簡諧運動時,最大偏角為θ,那麼在擺球從最大偏角位置運動到平衡位置的

5樓:梅子排骨

a、單擺的周bai期為

t=2πdulg

,擺球從最大偏角zhi

位置運動到平衡位dao置所用時間為 t=14t,重力對擺回球的衝量為:

答i=mgt

聯立得:i=πmgl2

,故a錯誤.

b、重力的功率為:p=mgl(1?cosθ)t=2mg(1?cosθ)glπ

,故b錯誤.

c、擺球向下擺動的過程中只有重力做功,則合外力對擺球做的功為mgl(1-cosθ),故c正確.

d、重力對擺球做正功,擺球的機械能守恆,故d錯誤.故選:c.

一個擺長是l=0.9m的單擺,最大偏角是60°,擺球質量為m=0.5kg,當單擺運動到最低位置時,取g=10m/s2

6樓:連續函式

1、機械能守恆:

mg(l-lcos60)=0.5mv²

則:v=√[g(l-lcos60)]

2、豎直方向受力分析:

t-mg=mv²/l

則:t=mg+mg(1-cos60)

一擺長為 ,擺球質量為m的單擺在做簡諧運動時,最大偏角為θ,那麼在擺球從最大偏角位置運動到平衡位置的

7樓:誓唁

c,故a錯誤。擺dao球從最大偏角位置運動

如何證明大幅度的單擺不是簡諧運動

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