如图9所示为一单摆及其振动图象，由图回答：图9(1)单摆的振幅为

问题详情：

如图9所示为一单摆及其振动图象，由图回答：

图9

(1)单摆的振幅为__________，频率为__________，摆长约为______；图中所示周期内位

移x最大的时刻为______．

(2)若摆球从E指向G为正方向，α为最大摆角，则图象中O、A、B、C点分别对应单摆

中的__________点．一周期内加速度为正且减小，并与速度同方向的时间范围是

________．势能增加且速度为正的时间范围是__________．

(3)单摆摆球多次通过同一位置时，下述物理量变化的是(　　)

A．位移              B．速度

C．加速度             D．动能

E．摆线张力

(4)若在悬点正下方O′处有一光滑水平细钉可挡住摆线，且＝，则单摆周

期变为______ s，挡后绳张力______．

【回答】

 (1)3 cm　0.5 Hz　1 m　0.5 s末和1.5 s末

(2)E、G、E、F　1.5 s～2.0 s　0～0.5 s

(3)B　(4)1.5　变大

解析　(1)由纵坐标的最大位移可直接读取振幅为3 cm.从横坐标可直接读取完成一个全振动即周期T＝2 s，进而算出频率f＝＝0.5 Hz，算出摆长l＝＝1 m

从图中看出纵坐标有最大值的时刻为0.5 s末和1.5 s末．

(2)图象中O点位移为零，O到A的过程位移为正，且增大，A处最大，历时周期，显然摆球是从平衡位置E起振并向G方向运动的，所以O对应E，A对应G.A到B的过程分析方法相同，因而O、A、B、C点对应E、G、E、F点．

摆动中EF间加速度为正，靠近平衡位置过程中加速度逐渐减小且加速度与速度方向相同，即从F到E的运动过程对应图象中C到D的过程，时间范围是1.5 s～2.0 s.

摆球远离平衡位置势能增加，即从E向两侧摆动，又因速度为正，显然是从E到G的过程．对应图象中为O到A的过程，时间范围是0～0.5 s.

(3)过同一位置，位移、回复力和加速度不变；由机械能守恒知，动能不变，速率也不变，摆线张力mgcos α＋m也不变；由运动分析可知，相邻两次过同一点，速度方向改变．故选B.

(4)碰钉后改变了摆长，因此单摆周期应分成钉左侧的半个周期，前已求出摆长为1 m，所以T左＝π＝1 s；钉右侧的半个周期，T右＝π＝0.5 s，所以T＝T左＋T右＝1.5 s

知识点：单摆

题型：填空题