Question

12．將一單擺向左拉至水平標(biāo)志線上，從靜止釋放，當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，擺線碰到障礙物，擺球繼續(xù)向右擺動(dòng)．用頻閃照相機(jī)拍到如圖所示的單擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程的頻閃照片，以下說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)械能守恒
• B． 擺線碰到障礙物前后的擺長(zhǎng)之比為9：4
• C． 擺線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，線速度不變，半徑減小，擺線張力變大
• D． 擺線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，角速度變大，半徑減小，擺線張力不變

Answer 1

分析 頻閃照相機(jī)每隔一定拍一次相，具有周期性，根據(jù)照片記錄的時(shí)間分析擺線碰到障礙物前后的周期關(guān)系，由單擺周期公式研究擺長(zhǎng)關(guān)系．?dāng)[球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，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(yùn)動(dòng)到右側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中，初末位置速度都為零且等高，所以此過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化過(guò)程中機(jī)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(shí)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(zhǎng)之比為9：4，故B正確；
C、機(jī)械能守恒，擺線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，小球線速度不變，由向心力知識(shí)，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(cuò)誤；
故選：ABC．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握單擺的周期公式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$，以及知道擺線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)與障礙物碰撞前后的線速度大小不變．