如图所示,蛇形摆是演示单摆周期与摆长关系的实验装置,各摆球的摆长从左到右按一定规律递减,以单摆所在平面为yOz面,以垂直单摆所在平面为x轴,建立O-xyz空间直角坐标系。用一板子把所有摆球由平衡位置沿x轴正方向移动相同的一小段位移,然后同时释放,由于各摆球周期不同,开始摆球整体看上去像一条舞动的蛇,一段时间后变得紊乱,经过一段时间又会重复。现有10个摆球,从左到右依次编号为n=0、1、2、⋅⋅⋅、9,摆长分别为L0、L1、L2、⋯、L9,摆长满足Ln=(NN+n)2L0,其中N=10,编号n=0的单摆周期为T0(为已知量),摆球的运动可视为简谐运动,不考虑空气阻力。
(1)求编号为n的单摆的周期Tn;
(2)板子放开后编号n=0的单摆若完成了10次全振动,编号n=7的单摆完成了多少次全振动?
(3)板子放开后最短经过多长时间,所有摆球又重新回到释放时的状态?
L
n
=
(
N
N
+
n
)
2
L
0
【考点】探究单摆周期与摆长的关系;单摆及单摆的条件.
【答案】答:(1)编号为n的单摆的周期;
(2)板子放开后编号n=0的单摆若完成了10次全振动,编号n=7的单摆完成了17次全振动;
(3)板子放开后最短经过10T0,所有摆球又重新回到释放时的状态。
10
10
+
n
T
0
(2)板子放开后编号n=0的单摆若完成了10次全振动,编号n=7的单摆完成了17次全振动;
(3)板子放开后最短经过10T0,所有摆球又重新回到释放时的状态。
【解答】
【点评】
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