高中物理 11.4 單擺課件 新人教版選修3-4.ppt

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單擺 復(fù)習(xí)提問 1 機(jī)械振動 簡諧運動 物體 或物體的一部分 在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運動叫做機(jī)械振動 物體在跟位移大小成正比 并且總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動 叫做簡諧運動 簡諧運動的條件 F kx 一 單擺 在細(xì)線的一端拴上一個小球 另一端固定在懸點上 如果線的伸縮和質(zhì)量可以忽略不計 球的直徑比線長短得多 這樣的裝置叫單擺 懸點 不可伸縮 質(zhì)量不計 固定 細(xì)線 擺球 小 質(zhì)量大 單擺是理想化的物理模型 二 單擺的運動 平衡位置 3 受力分析 重力 彈力 2 運動過程分析 以懸點 為圓心的圓周運動 以點 為平衡位置的振動 力與運動的關(guān)系 回復(fù)力大小 向心力大小 點 A B o o 回復(fù)力大小 F回 mgsin A B O C l 較大時 很小時 在擺角很小的情況下 單擺所受回復(fù)力跟位移成正比且方向相反 單擺做簡諧運動 10 單擺做簡諧運動的條件 三 單擺的運動圖像 四 探究單擺做簡諧運動振動的周期與哪些因素有關(guān) 振幅A擺長l擺球質(zhì)量m 控制變量法 10 變化 不變 不變 不變 變化 不變 不變 變化 不變 不變 變化 不變 四 單擺做簡諧運動振動的周期 與振幅的關(guān)系 無關(guān) 與擺球質(zhì)量的關(guān)系 無關(guān) 與擺長的關(guān)系 擺長越長 周期越大 等時性伽利略 100 荷蘭物理學(xué)家惠更斯 單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比 跟重力加速度的平方根成反比 跟振幅 擺球的質(zhì)量無關(guān) 1629 1695 單擺的應(yīng)用 利用它的等時性計時 測定重力加速度 惠更斯在1656年首先利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器 1657年獲得專利權(quán) 小結(jié) 1 在細(xì)線的一端拴上一個小球 另一端固定在懸點上 如果線的伸縮和質(zhì)量可以忽略不計 球的直徑比線長短得多 這樣的裝置叫單擺 2 在擺角很小的情況下 單擺所受回復(fù)力跟位移成正比且方向相反 單擺做簡諧運動 3 單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比 跟重力加速度的平方根成反比 跟振幅 擺球的質(zhì)量無關(guān) 1 在細(xì)線的一端拴上一個小球 另一端固定在懸點上 如果線的伸縮和質(zhì)量可以忽略不計 球的直徑比線長短得多 這樣的裝置叫單擺 2 在擺角很小的情況下 單擺所受回復(fù)力跟位移成正比且方向相反 單擺做簡諧運動 3 單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比 跟重力加速度的平方根成反比 跟振幅 擺球的質(zhì)量無關(guān) 練習(xí)1 2 單擺作簡諧運動時的回復(fù)力是 A 擺球的重力B 擺球重力沿圓弧切線的分力C 擺線的拉力D 擺球重力與擺線拉力的合力 1 下列哪些材料能做成單擺 A 長為1米的細(xì)線B 長為1米的橡皮條C 直徑為5厘米的泡沫塑料球D 直徑為1厘米的鋼球 B AD 返回 3 單擺的振動周期在發(fā)生下述哪些情況中增大 A 擺球的質(zhì)量增大B 擺長增大C 單擺由赤道移到北極D 增大振幅 5 4 一個作簡諧運動的單擺 周期是1秒 A 擺長縮短為原來的1 4時 周期是0 5妙B 擺球的質(zhì)量減小為原來的1 4時 周期是4秒C 振幅減為原來的1 4時周期是1秒D 如果重力加速度減為原來的1 4時 周期是0 5妙 練習(xí)2 BC AC 返回 5 由單擺作簡諧運動的周期公式 可知 A 擺長無限減小 可以使振動周期接近于零B 在月球表面的單擺周期一定比地球表面的單擺的周期長C 單擺的振動周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)D 單擺的振動周期與擺角無關(guān) 所以擺角可以是300 6 一擺長為L的單擺 在懸點正下方5L 9處有一釘子 則這個單擺的周期是 思考 mg T mgCos mgSin 返回 回復(fù)力大小 向心力大小 單擺運動的受力分析