云南省峨山彝族自治縣高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)課件（打包5套）新人教版選修.zip,云南省,峨山彝族自治縣,高中物理,第十一,機(jī)械振動(dòng),課件,打包,新人,選修 第四節(jié)單擺 1 知道什么是單擺 了解單擺運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 2 通過實(shí)驗(yàn) 探究單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系 3 知道單擺的周期與擺長(zhǎng) 重力加速度的關(guān)系 會(huì)用單擺測(cè)定重力加速度 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 單擺的理想化條件 1 質(zhì)量關(guān)系 細(xì)線質(zhì)量與 相比可以忽略 2 線度關(guān)系 小球的 與線的長(zhǎng)度相比可以忽略 3 力的關(guān)系 空氣等對(duì)小球的 與小球重力和線的拉力相比可以忽略 單擺是實(shí)際擺的 實(shí)驗(yàn)中為滿足上述條件 我們盡量選擇 的球和盡量細(xì)的線 小球質(zhì)量 直徑 阻力 體積小 理想化模型 質(zhì)量大 知識(shí)梳理 2 單擺的回復(fù)力 1 回復(fù)力來源 擺球的重力沿 的分力是使擺球沿圓弧振動(dòng)的回復(fù)力 2 回復(fù)力大小 若擺球質(zhì)量為m 擺長(zhǎng)為l 偏離平衡位置的位移為x 在偏角很小時(shí) 單擺的回復(fù)力為 3 回復(fù)力的特點(diǎn) 在偏角很小時(shí) 單擺所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移成 方向總指向 即 圓弧切向 正比 F kx 平衡位置 3 單擺的周期 1 實(shí)驗(yàn)表明 單擺振動(dòng)的周期與擺球 無關(guān) 在振幅較小時(shí)與 無關(guān) 但與擺長(zhǎng)有關(guān) 擺長(zhǎng) 周期也越大 2 周期公式 荷蘭物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)單擺的周期T與擺長(zhǎng)l的二次方根成 與重力加速度g的二次方根成 他確定了計(jì)算單擺周期的公式為 質(zhì)量 惠更斯 正比 振幅 越長(zhǎng) 反比 擺長(zhǎng)l 周期T 1 作為一個(gè)理想化模型 應(yīng)該怎樣認(rèn)識(shí)單擺的擺線和小球 解答 擺線是沒有彈性 沒有質(zhì)量的細(xì)繩 小球直徑與線的長(zhǎng)度相比可以忽略 小球擺動(dòng)時(shí)空氣等阻力可以忽略 2 單擺的周期跟哪些因素有關(guān) 解答 單擺的周期跟擺長(zhǎng)以及所在地的重力加速度有關(guān) 3 探究單擺周期與擺長(zhǎng)關(guān)系實(shí)驗(yàn)中 測(cè)量周期的始末計(jì)時(shí)位置是選擺球的最高點(diǎn)還是最低點(diǎn) 解答 最低點(diǎn) 主題1 單擺的動(dòng)力學(xué)分析情景 某同學(xué)想研究單擺的運(yùn)動(dòng) 他把擺球拉到某一位置然后釋放 發(fā)現(xiàn)小球總在關(guān)于最低點(diǎn)對(duì)稱的圓弧上振動(dòng) 并且越靠近最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得越快 如圖甲所示 他馬上想到了剛剛學(xué)過的彈簧振子的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 問題 1 單擺沿圓弧運(yùn)動(dòng)的向心力由哪些力來提供 2 單擺往復(fù)運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力由哪幾個(gè)力來提供 3 閱讀課本相關(guān)內(nèi)容 思考單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件 甲 解答 1 圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是指向圓心的 如圖乙所示 當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)受到重力G和細(xì)線的拉力F 的作用 將重力G沿切線和細(xì)線兩方向分解為F和G1 沿細(xì)線方向 Fn F G1 F Gcos 它的作用是改變擺球的運(yùn)動(dòng)方向 提供擺球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 2 小球靜止在O點(diǎn)時(shí) 懸線豎直 懸線的拉力和小球的重力平衡 這個(gè)位置即為單擺的平衡位置 當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí) 將重力G沿切線和細(xì)線兩方向分解 切線方向F Gsin 它的作用是改變擺球速度的大小 使小球回到平衡位置 即為擺球提供做振動(dòng)的回復(fù)力 主題2 單擺的周期公式及其應(yīng)用問題 1 探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)主要采用了哪種實(shí)驗(yàn)方法 2 為減小誤差 實(shí)驗(yàn)中測(cè)周期和擺長(zhǎng)時(shí)都要取平均值 二者取平均值的方法有何不同 3 王紅同學(xué)學(xué)習(xí)了單擺周期公式后 想把奶奶家墻上越走越慢的老式 掛鐘 調(diào)準(zhǔn) 她該怎么做 4 某?？萍夹〗M利用單擺周期公式測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣?發(fā)現(xiàn)測(cè)出的結(jié)果比上網(wǎng)查到的結(jié)果總是偏大 請(qǐng)討論后分析可能的原因 解答 1 控制變量法 2 測(cè)周期要用 累積法 一次測(cè)量幾十次全振動(dòng)的時(shí)間 然后計(jì)算周期 測(cè)擺長(zhǎng)是多次測(cè)量后取平均值 3 老式 掛鐘 越走越慢是因?yàn)?掛鐘 的周期比標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘的周期大 應(yīng)把鐘擺下面的小螺母適當(dāng)上調(diào) 通過減小擺長(zhǎng)來調(diào)小周期 4 可能的原因有兩個(gè) 一是把擺線長(zhǎng)度加上小球的直徑當(dāng)作了擺長(zhǎng) 二是測(cè)周期記錄全振動(dòng)次數(shù)時(shí)多數(shù)了開始計(jì)時(shí)的一次 1 考查單擺的回復(fù)力 單擺振動(dòng)的回復(fù)力是 A 擺球所受的重力B 擺球重力在垂直懸線方向上的分力C 懸線對(duì)擺球的拉力D 擺球所受重力和懸線對(duì)擺球拉力的合力 解析 單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的分力 重力的另一個(gè)分力與細(xì)線的拉力的合力提供擺球的向心力 B C 4 考查單擺的振動(dòng)圖象 圖示為在同一地點(diǎn)的A B兩個(gè)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象 其中實(shí)線表示A的運(yùn)動(dòng)圖象 虛線表示B的運(yùn)動(dòng)圖象 以下關(guān)于這兩個(gè)單擺的判斷中正確的是 A 這兩個(gè)單擺的擺球質(zhì)量一定相等B 這兩個(gè)單擺的擺長(zhǎng)一定不同C 這兩個(gè)單擺的最大擺角一定相同D 這兩個(gè)單擺的振幅一定相同 解析 從題中圖象可知 兩單擺的振幅相等 周期不等 所以 兩單擺的擺長(zhǎng)一定不同 故B D對(duì) C錯(cuò) 單擺的周期與質(zhì)量無關(guān) 故A錯(cuò) BD