- 高二下物理试卷白山期末
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相关例题:
题目:
【高二物理试卷】
题目: 简谐运动中的单摆
【问题】:
假设一个单摆,其摆长为L,摆球的质量为m,摆球的直径为D。当摆球在平衡位置时,突然受到一个微小扰动,摆球开始振动。请描述这个简谐运动的过程,并解释如何使用能量守恒定律来解释为什么摆球会在最大位移处达到平衡位置?
【解答】:
简谐运动的过程可以描述为:摆球在平衡位置时,受到微小扰动后开始振动,摆球以一个小的角度偏离平衡位置,然后摆球逐渐加速,达到最大速度。接着摆球减速,直到再次到达平衡位置。这个过程不断重复。
使用能量守恒定律来解释为什么摆球会在最大位移处达到平衡位置:
1. 当摆球受到扰动时,它的动能会发生变化。由于摆球的质量和速度不变,所以它的动能只与它的位置有关。因此,摆球的动能会在平衡位置处达到最小值。
2. 另一方面,摆球的势能在不断增加。当摆球从平衡位置摆动到最大位移处时,它的势能达到了最大值。然而,由于能量守恒定律,摆球的动能必须在最大位移处达到最小值,否则这个过程将无法持续下去。
3. 由于摆球的动能已经在最大位移处达到了最小值,所以摆球必须减速并回到平衡位置。因此,摆球会在最大位移处达到平衡位置。
【答案】:
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