将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力.图甲中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点)拉至 A 点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的
由 T=2π
|
有 L=
gT2 |
4π2 |
解得:L=0.4 m
(2)在 B 点拉力最大,F max=0.510N,有:
F max-mg=m
v2 |
L |
在 A 和 C 点拉力最小:
F min=0.495N
有:
F min=mgcosθ ②
从 A 到 B 的过程中摆球的机械能守恒,有:
mgL(1-cosθ)=
1 |
2 |
由①②③式消去cosθ 和 v 2,有:
m=
Fmax 2Fmin |
3g |
代入数据得:m=0.05 kg
(3)由①式解得:
v=0.283 m/s
答:(1)单摆的振动周期为0.4π s,摆长为0.4 m;
(2)摆球的质量为0.05 kg;
(3)摆球运动过程中的最大速度为0.283m/s.