【題目】形狀適宜的金屬絲衣架能在如圖甲所示的平面里的幾個平衡位置附近做小振幅擺動.在位置1和位置2里,長邊是水平的.其他兩邊等長.三種情況下的振動周期都相等.試問:衣架的質(zhì)心位于何處?擺動周期是多少?

【答案】質(zhì)心位于AB之中點.衣架的振動周期.

【解析】

本題所述的擺是復(fù)擺,我們先來推導(dǎo)復(fù)擺的周期公式.如圖乙所示,設(shè)O為轉(zhuǎn)軸(懸點),C為質(zhì)心,與轉(zhuǎn)軸距離(復(fù)擺擺長)為l,質(zhì)量為m,對轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為I,最大偏角.由機械能守恒定

律,可得

是剛體的質(zhì)心通過平衡位置時的角速度。對擺長l、質(zhì)量m的理想單擺而言,有

②式中是擺球(質(zhì)點)通過平衡位置時的角速度,A是振幅,是擺球振動的圓頻率。若將

①式變形為,比較②式,即對復(fù)擺與單擺作等效變換,可得復(fù)擺小幅振動(亦為諧振)的圓頻率

那么復(fù)擺的周期公式為

由題設(shè)條件確定衣架的質(zhì)心位置及轉(zhuǎn)動慣量,依據(jù)復(fù)擺周期公式,即可確定三種情況下相同的擺動周期T.如圖丙所示,質(zhì)心O到轉(zhuǎn)軸A、BC的距離設(shè)為a、b、c,由圖甲1所示的情況下衣架的平衡位置可知O必在衣架長邊的中垂線AB上,在三種情況下衣架對轉(zhuǎn)軸A、B、C的轉(zhuǎn)動慣量依次為,.式中為所設(shè)衣架對質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量,m是衣架總質(zhì)量.因為三種情況下的周期相同,故有

,即

顯然,則可知

又有

此式中因,,必有,即質(zhì)心位于AB之中點.衣架的振動周期

根據(jù)圖甲中的標注數(shù)字可知,,代入后得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】一個帶電的小珠子可以在一個無摩擦的絕緣的圓環(huán)上滑動.一個近似點的電偶極子固定在圓環(huán)的中心,電偶極子的軸處于圓的平面內(nèi).初始時,珠子位于電偶極子的對稱面上,如圖所示.

珠子被釋放后會如何運動?找出作用于珠子上的支持力.珠子在釋放后的第一次停止會在哪里?如果沒有環(huán),珠子會如何運動?忽略重力效應(yīng),假定電場力遠遠大于重力.

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【題目】等壓線是代表同一水平面上氣壓高低分布的一種線。下圖是重慶某地某時刻的等壓線分布圖。

據(jù)圖完成下列各題。

1圖中甲地風(fēng)向為

A. 東南風(fēng) B. 東北風(fēng) C. 西南風(fēng) D. 西北風(fēng)

2下列關(guān)于乙地天氣和氣流的說法正確的是

A. 晴天 下沉氣流

B. 陰天 下沉氣流

C. 晴天 上升氣流

D. 陰天 上升氣流

3丙地正遭遇較強的天氣變化,其主要原因可能是

A. 位于低壓脊,天氣變化明顯 B. 位于高壓脊,天氣變化明顯

C. 有氣旋存在,天氣變化明顯 D. 有鋒面存在,天氣變化明顯

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【題目】讀人口增長模式及其變化示意圖,完成下面小題

1關(guān)于圖示信息的解讀,正確的是

A.A為出生率B.A為死亡率C.B為出生率D.C為死亡率

2關(guān)于圖示信息的解讀,錯誤的是

A.類型I為原始型B.類型Ⅱ為傳統(tǒng)型

C.類型Ⅲ為傳統(tǒng)型D.類型Ⅲ為現(xiàn)代型

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科目:高中地理 來源: 題型:

【題目】印度尼西亞(簡稱印尼)為了加快國家發(fā)展,計劃把全國使用的三個時區(qū)整編成一個時區(qū)。屆時印尼時間將與北京時間相同。根據(jù)下列材料結(jié)合所學(xué)知識,回答下列問題。

材料一、印度尼西亞及周邊區(qū)域圖和雅加達氣候資料圖。

材料二 印度尼西亞主要島嶼基本情況。

(1)如果印尼統(tǒng)一采用新時區(qū)后,9月23日,當雅加達(107°E)正好日出時,印尼時間為_____

(2)雅加達降水最多的季節(jié)為_______,此季節(jié)的降水主要是受________(氣壓帶或風(fēng)帶)控制而形成的。印度尼西亞被稱為太平洋的一葉“肺”,是因為________(自然資源)分布廣泛而得名。

(3)材料一下圖中,①處氣溫相對較低,其主要原因是_______。

(4)印尼人口密度最大的島嶼是________,政府曾鼓勵人口從該島遷向其他島嶼,但效果一直不明顯,其主要原因是其他島嶼________________。

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【題目】下圖為我國晉南某地等高線圖,讀圖回答下列問題。

(1)圖中西部山脈的走向大致是_______

(2)請在下圖中畫出沿AB線的地形剖面圖。

(3)請在圖中畫出源于①地的河流。

(4)指出圖中一處河流位置的錯誤,并說明理由。

(5)指出圖中①地與丙地的高差

(6)若比例尺擴大了3倍,新比例尺為_______。

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【題目】A、B、C三圖為西歐農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)變化示意圖,讀圖回答下列問題。

(1)A階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以_____業(yè)為主,B階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為種植業(yè)和畜牧業(yè)并重,C階段則以____業(yè)為主。

(2)C階段的生產(chǎn)對象主要是______。___________是影響其生產(chǎn)的兩個重要因素。

(3)西歐人稱牧草為“綠色金子”,我國西部人稱牧草為“天然蓄水池”,可見種植牧草越來越受重視。試比較我國西部畜牧業(yè)與西歐乳畜業(yè)的差異。

①西歐的牧草大部分分布在______氣候區(qū),這種氣候特點是_______,很適宜多汁牧草的生長。

②我國西部的牧草分布在______氣候區(qū)和______氣候區(qū)。

③西歐人稱牧草為“綠色金子”,是因為西歐_______,對乳產(chǎn)品的需求量大。④我國西部人稱牧草為“天然蓄水池”,是因為西部種植牧草具有______的作用。

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【題目】閱讀圖文材料,回答下列要求。

材料一:“最難忘,聞橘香;論滄桑,青云上;半城山水滿城橘,忠州揚”。隨著《國務(wù)院關(guān)于推進重慶市統(tǒng)籌城鄉(xiāng)改革和發(fā)展的若干意見》指出“推進柑橘優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)”,重慶市明確提出“把重慶三峽庫區(qū)柑橘產(chǎn)業(yè)打造成為中國柑橘第一品牌”

材料二: 柑橘喜溫暖濕潤氣候,耐寒性較差,是熱帶、亞熱帶常綠果樹。柑橘加工業(yè)按加工層次分為以罐頭生產(chǎn)、原汁榨取為主的初級加工業(yè)和以飲料生產(chǎn)、香精與色素提取、果膠加工為主的高級加工業(yè)。

材料三:中國柑橘栽培區(qū)分布圖。

(1)與②地比較,評價我國緯度最高的柑橘最適宜栽培區(qū)①地的主要區(qū)位因素。

(2)根據(jù)所學(xué)知識推斷,近年來哪些因素的變化促進了三峽庫區(qū)柑橘生產(chǎn)的快速發(fā)展。

(3)分析①地柑橘加工業(yè)的區(qū)位優(yōu)勢,并說明不同加工層次的柑橘加工業(yè)屬于何種工業(yè)區(qū)位的導(dǎo)向類型。

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【題目】讀某季節(jié)部分緯度大氣環(huán)流示意圖,完成下列要求。

(1)b、c兩氣壓帶分別為________。

(2)e、f兩風(fēng)帶分別為____、____,兩風(fēng)帶的風(fēng)向分別為____、____

(3)a、c兩氣壓帶的形成因素分別是____、____

(4)此季節(jié)意大利羅馬和中國北京的氣候特點分別是____、____

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