Question

（1）用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置演示單擺的振動(dòng)圖象，細(xì)沙從擺動(dòng)的漏斗的底部均勻下落，紙板沿著跟擺動(dòng)方向垂直的方向勻速移動(dòng)，落在紙板上的沙排成粗細(xì)變化的一條曲線如圖8乙，觀察這條細(xì)沙曲線，找出其形態(tài)特征，并由此說(shuō)明這個(gè)沙擺的擺動(dòng)規(guī)律．（要求列出兩條，為敘述方便，可在圖上標(biāo)注字母）

①細(xì)沙曲線

 

，說(shuō)明沙擺

 

；②細(xì)沙曲線

 

，說(shuō)明沙擺

 

．
（2）但有兩位同學(xué)分別使用同一套儀器觀察單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象，已知兩人實(shí)驗(yàn)時(shí)都未重新調(diào)整擺長(zhǎng)，落在木板上的細(xì)砂形成的曲線如圖8丙、丁所示．兩曲線不同的原因是①

 

，②

 

．

Answer 1

分析：（1）單擺擺動(dòng)的周期T=2π

L g

，知單擺的周期與擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以周期不變．單擺在擺動(dòng)的過(guò)程中經(jīng)過(guò)平衡位置的速度最大，最大位移處的速度為0．
（2）有兩位同學(xué)分別使用同一套儀器觀察單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象如圖（丙）所示的曲線，紙板運(yùn)動(dòng)變慢，不能說(shuō)明沙擺的周期發(fā)生變化．

解答：解：（1）①觀察細(xì)沙曲線，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)粗，沙子多，中間細(xì)，沙少，是因?yàn)樯硵[在擺動(dòng)的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)平衡位置速度最大，最大位移處速度為0，所以中間經(jīng)過(guò)的時(shí)間少，沙少，兩側(cè)經(jīng)歷的時(shí)間多，沙多．
②觀察細(xì)沙曲線，沿軸OO′方向呈周期性分布，因?yàn)閱螖[做周期性運(yùn)動(dòng)，且周期不變．
（2）①在同樣長(zhǎng)的紙板上，由丙圖看出紙板記錄沙擺的周期個(gè)數(shù)增加，紙板用時(shí)變長(zhǎng)，說(shuō)明拉動(dòng)紙板勻速運(yùn)動(dòng)的速度變�。�
②從圖象中可知，兩個(gè)圖象開(kāi)始的位置不同，說(shuō)明兩個(gè)人開(kāi)始拉動(dòng)木板的時(shí)間不同
故答案為：（1）①兩側(cè)粗，沙子多，中間細(xì)，沙少；沙擺在擺動(dòng)的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)平衡位置速度最大，最大位移處速度最�。�
②沿軸OO′方向呈周期性分布；單擺做周期性運(yùn)動(dòng)，且周期不變．
（2）①拉動(dòng)紙板勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小不同．②兩個(gè)圖象開(kāi)始的位置不同，說(shuō)明兩個(gè)人開(kāi)始拉動(dòng)木板的時(shí)間不同．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握單擺的周期與擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，以及單擺在擺動(dòng)的過(guò)程中經(jīng)過(guò)平衡位置的速度最大，最大位移處的速度為0．