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2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第2章机械振动2.4单摆(1)课件

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单摆\n如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图象(图象)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。物体的振动图象是正弦或余弦曲线判断简谐运动的方法:物体受到的回复力满足:什么是简谐运动\n荡起的秋千、摆动的钟摆、晃动的风铃分别是做什么运动呢?生活中常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内摆动……\n如图所示,如果细线的质量与小球相比可以忽略,球的直径与线的长度相比也可以忽略,这样的装置就叫做单摆.单摆是实际摆的理想化模型,我们用单摆研究生活中一些物体在竖直平面内摆动的规律.\n几种常见的摆单摆摆动时,如何判断摆球是不是在做简谐振动呢?圆槽摆圆锥摆钉摆\n方法一:从单摆的振动图象判断注射器在竖直平面内摆动时喷出的墨迹图像:注射器的摆动是简谐运动\n方法二:从单摆的受力特征判断:分析单摆受到的回复力是否满足方法一:从单摆的振动图象判断注射器在竖直平面内摆动时喷出的墨迹图像:注射器的摆动是简谐运动\n一、单摆的回复力单摆的回复力为重力沿圆弧切向的分力:位移方向与回复力方向相反角很小时,摆球对于点的位移为可以写成:\n一、单摆的回复力结论:在摆角很小的情况下,摆球所受的回复力跟位移大小成正比,方向始终指向平衡位置(即与位移方向相反),因此单摆做简谐运动.一般偏角\n小球振动周期很短傅科摆周期很长猜想:1.单摆的周期与振幅有关2.单摆的周期与摆球的质量有关3.单摆的周期与摆长有关二、单摆的周期\n探究单摆周期与哪些因素有关1.两摆的摆球质量、摆长相同,振幅不同(都在小偏角下).2.两摆的摆长、振幅相同,摆球质量不同.3.两摆的振幅、摆球质量相同,摆长不同.二、单摆的周期\n探究单摆周期与哪些因素有关1.单摆的周期与振幅无关——单摆的等时性.2.单摆的周期与摆球的质量无关.3.单摆的周期与摆长有关——摆长越长,周期越大.二、单摆的周期结论:伽利略首先发现了单摆的等时性\n测量摆长和摆的周期,得到一组数据改变摆长再得到几组数据周期与摆长之间的定量关系:荷兰物理学家惠更斯确定了计算单摆周期的公式:实验探究探究单摆周期和摆长的定量关系二、单摆的周期\n【例题1】一个理想单摆,已知其周期为。如果由于某种原因(如转移到其他星球)自由落体加速度变为原来的,振幅变为原来的,摆长变为原来的,摆球的质量变为原来的,它的周期变为多少?\n【例题2】周期是2s的单摆叫秒摆,秒摆的摆长是多少?把一个地球上的秒摆拿到月球上去,已知月球上的自由落体加速度为,它在月球上做50次全振动要用多少时间?\n【例题3】如图是两个单摆的振动图像。(1)甲、乙两个摆的摆长之比是多少?(2)以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向,从起,乙第一次到达右方最大位移时,甲摆动到了什么位置?向什么方向运动?\n【例题4】一条细线下面挂着一个小球,让它自由摆动,画出它的振动图像如图所示.(1)请根据图中的数据计算出它的摆长.(2)请根据图中的数据估算出它摆动的最大偏角.\n日晷水钟沙漏摆钟原子钟机械表电子表\n【答案】A【解析】单摆的回复力是重力沿圆弧方向的分力,当摆球运动到平衡位置时,回复力为零,但合力不为零,因为小球还有向心力,方向指向悬点(即指向圆心)另外摆球所受的合力与位移大小不成正比.1.关于单摆,下列说法中正确的是()A.摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置B.摆球受到的回复力是它的合力C.摆球经过平衡位置时,所受的合力为零D.摆角很小时,摆球受的合力的大小跟摆球对平衡位置的位移大小成正比\n2.一单摆做小角度摆动,其振动图像如图所示,以下说法正确的是()A.时刻摆球速度最大,摆球的回复力最大B.时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最小C.时刻摆球速度为零,摆球的回复力最小D.时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大【答案】D【解析】和时刻摆球偏离平衡位置的位移最大,此时摆球的速度为零,摆球的回复力最大,错;和时刻摆球位移为零,正在通过平衡位置,速度最大,由牛顿第二定律知悬线对摆球拉力最大,故正确,错误。\n3.在月球上周期相等的弹簧振子和单摆,把他们放到地球上后,弹簧振子的周期为,单摆的周期为,则和的关系是()A.B.C.D.无法确定【答案】A【解析】地球上的重力加速度比月球上的大,弹簧振子的周期跟重力加速度无关,由单摆的周期公式可知,单摆移到地球上后周期变小,可知正确。\n【答案】BD【解析】由题中图像可知,根据单摆的周期公式得出B、D正确。4.图为两单摆的振动图像,则()A.若两单摆在同一地点摆动,则两单摆的摆长之比B.若两单摆在同一地点摆动,则两单摆的摆长之比C.若两摆摆长相同,且在不同的星球上摆动,则两摆所在星球的重力加速度之比D.若两摆摆长相同,且在不同的星球上摆动,则两摆所在星球的重力加速度之比\n单摆的构成:在时,细线的质量与小球相比可以忽略,球的直径与线的长度相比也可以忽略.单摆的回复力:单摆的周期公式:满足简谐运动的条件

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所属: 高中 | 物理
发布时间:2022-09-05 09:00:32 页数:23
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