一单摆的摆长为L,摆球质量为m,原来静止,在一个水平冲量I作用下开始摆动.此后,每当摆球经过平衡位置时,使给它一个与其速
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解题思路:单摆的小角度摆动是简谐运动,摆动过程中只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律和动量定理列式求解即可.

设摆球经过平衡位置次数为n,则摆球达最大偏角时所需时间:t=(n−1)

T

2+

T

4=

n

2T−

T

4.

由动量定理和机械能守恒定律得:

nI=mv

[1/2mv2=mgL(1−cosα)

周期:

T=2π

L

g]

解上面4个式子得:

t=

πmL

I

2(1−cosα)−

π

2

L

g

答:摆球经过

πmL

I

2(1−cosα)−

π

2

L

g时间后,其摆线与竖直方向夹角可以达到α.

点评:

本题考点: 动量定理;单摆周期公式.

考点点评: 本题关键是明确单摆的运动规律和受力情况,然后结合能量守恒定律和动量定理列式求解,不难.