Question

有一单摆，振动的最大偏角为5°，如图所示为摆球的回复力与位移的关系图像，摆球的质量为100g，当地的重力加速度为g＝9.8m/s2，求： (1) 摆长和周期 (2) 摆球的最大速度和最大切向加速度 (3) 设向右为正，摆球从A开始振动，画出其振动曲线 (4) 当回复力最小时，悬线的拉力大小 (5) 从A处开始，1.5s时摆球相对平衡位置的位移和1.5s内通过的路程．

Answer 1

答案：
解析：

(1)	解：由图象可知，振幅，最大回复力． 由于最大偏角很小，故摆长………………………1分 由单摆的周期公式得：………………………………………1分
(2)	解：摆球由A点到平衡位置的过程，由动能定理得：…………………2分 摆球的最大速度………………………………………1分 由牛顿第二定律得：摆球的最大加速度……………………1分
(3)	解：摆球的振动图线如图所示
(4)	解：摆球经平衡位置时，回复力最小为零，设此时悬线的拉力的大小为，则 ………………………………………2分 由③④⑥得：………………………………………1分
(5)	解：由于，故时，摆球在平衡位置，所以位移， 路程…………………………………………2分