Question

19．如图甲所示是用沙摆演示振动图象的实验装置，沙摆可视为摆长L=1.0m的单摆，沙摆的运动可看作简谐运动．实验中，细沙从摆动着的漏斗底部均匀漏出，用手沿与摆动方向垂直的方向匀速拉动纸板，漏在纸板上的细沙形成了图乙所示的粗细变化的一条曲线．曲线之所以粗细不均匀，主要是因为沙摆摆动过程中速度（选填“位移”、“速度”或“加速度”）大小在变化．若图乙中AB间距离x=4.0m，当地重力加速度g=10m/s²，则纸板匀速运动的速度大小为1.0m/s（结果保留2位有效数字）．

Answer 1

分析 单摆摆动的周期T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$，知单摆的周期与摆球的质量无关，所以周期不变．单摆在摆动的过程中经过平衡位置的速度最大，最大位移处的速度为0．根单摆周期求出沙摆的周期，再求解纸板匀速运动的速度．

解答 解：观察细沙曲线，发现两侧粗，沙子多，中间细，沙少．是因为沙摆在摆动的过程中，经过平衡位置速度最大，最大位移处速度为0，即是由于沙摆摆动过程中 速度大小的变化引起的．
沙摆的周期为：T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$=2π$\sqrt{\frac{1}{10}}$s=2s．
乙图记录了2T时间内的运动情况，则纸板匀速运动的速度大小为：v=$\frac{x}{2T}$=$\frac{4}{2×1}$=1.0m/s．
故答案为：速度，1.0．

点评 解决本题的关键知道砂摆完成一次全振动的时间为一个周期，掌握单摆的周期公式．