Question

12．有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M 至左边最高点N运动过程的闪光照片，如图所示，（悬点和小钉未被摄入），P为摆动中的最低点．已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为（　　）

• A． $\frac{L}{4}$
• B． $\frac{L}{2}$
• C． $\frac{3L}{4}$
• D． 无法确定

Answer 1

分析 已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，根据摆球从M到P、P到N的间隔，确定摆球在左右两侧摆动的周期关系，由单摆周期公式研究摆长关系，再求解小钉与悬点的距离．

解答 解：设每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆球在右侧摆动的周期为T₁=8t，在左侧摆动的周期为T₂=4t，T₁：T₂=2：1．
设左侧摆长为l，则T₁=2$π\sqrt{\frac{L}{g}}$ ①
T₂=2$π\sqrt{\frac{l}{g}}$ ②
由①：②得
l=$\frac{1}{4}$L
所以 小钉与悬点的距离s=L-l=$\frac{3}{4}$L．
故选：C

点评 本题是拐子摆类型，考查分析单摆周期的能力，重点是对于所给图象的间隔进行分析，得出在碰钉子之前和之后的周期比例关系，进而才能正确处理钉子的位置．