人教版選修34 11.4 單擺 課件（31張）.pptVIP

1 單擺 1 組成 2 理想化要求 質量關系 細線質量與小球質量相比可以 線度關系 球的與線的長度相比可以忽略 力的關系 忽略擺動過程中所受作用 實驗中為滿足上述條件 我們盡量選擇質量大 小的球和盡量細不可伸長的線 關鍵一點 單擺做簡諧運動的條件 理論上擺角不超過5 實際上在實驗中擺角一般不能超過10 細線 小球 忽略 直徑 阻力 直徑 圓弧切線 正比 平衡位置 簡諧 正弦 3 單擺的周期 1 探究單擺的振幅 位置 擺長對周期的影響 探究方法 法 實驗結論 a 單擺振動的周期與擺球質量 b 振幅較小時周期與振幅 c 擺長越長 周期 擺長越短 周期 2 周期公式 提出 周期公式是荷蘭物理學家首先提出的 控制變量 無關 無關 越長 越短 惠更斯 正比 反比 等時性 擺長 擺長l 周期t 1 制做一個單擺 合理的做法是 a 擺線細而長b 擺球小而不太重c 擺球外表面光滑且密度大d 端點固定且不松動解析 本題考查對單擺這一模型的認識 它雖是模型 但具有很高的實際價值 好多實際擺可看做單擺 可用單擺理論去理解 答案 acd 2 單擺是為研究振動而抽象出的理想化模型 其理想化條件是 a 擺球質量不計b 擺線長度不伸縮c 擺球的直徑比擺線長度大得多d 空氣等阻力忽略不計解析 單擺是一種理想化模型 實際情況下如果細線的質量與小球質量相比可忽略 球的直徑與線的長度相比也可以忽略 空氣阻力可以忽略 擺線長度不伸縮時 就可把其看做單擺 答案 bd 3 2011 上海高考 兩個相同的單擺靜止于平衡位置 使擺球分別以水平初速v1 v2 v1 v2 在豎直平面內做小角度擺動 它們的頻率與振幅分別為f1 f2和a1 a2 則 a f1 f2 a1 a2b f1a2d f1 f2 a1 a2解析 單擺的頻率由擺長決定 擺長相等 頻率相等 所以a b錯誤 由機械能守恒 小球在平衡位置的速度越大 其振幅越大 所以c正確 d錯誤 答案 c 答案 b 1 單擺的回復力如圖所示 重力g沿圓弧切線方向的分力g1 mgsin 是沿擺球運動方向的力 正是這個力提供了使擺球振動的回復力 f g1 mgsin 1 下列有關單擺運動過程中的受力說法 正確的是 a 單擺運動的回復力是重力和擺線拉力的合力b 單擺運動的回復力是重力沿圓弧切線方向的一個分力c 單擺經過平衡位置時合力為零d 單擺運動的回復力是擺線拉力的一個分力 思路點撥 單擺的回復力由擺球重力沿圓弧切線方向的分力提供 在平衡位置處 擺球位移為零 水平加速度為零 解析 單擺運動是在一段圓弧上運動 因此單擺運動過程不僅有回復力 而且有向心力 即單擺運動的合外力不僅要提供回復力 還要提供向心力 故選項a錯誤 單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向的一個分力 而不是擺線拉力的分力 故選項b正確 d錯誤 單擺經過平衡位置時 回復力為零 向心力最大 故其合外力不為零 所以選項c錯誤 答案 b 1 彈簧振子在平衡位置的回復力為零 合力也為零 2 單擺是一種特殊的簡諧運動 其軌跡為圓弧 在平衡位置回復力為零 合力不為零 圖11 4 2 2 一個單擺的長為l 在其懸點o的正下方0 19l處有一釘子p 如圖所示 現(xiàn)將擺球向左拉開到a 使擺線偏角 5 放手后使其擺動 求出單擺的振動周期 審題指導 1 題中給出 擺線偏角 5 說明小球的運動為簡諧運動 2 從圖中看出這不是一個完整的單擺 是由兩個單擺構成 所以周期應是兩個單擺周期的合成 解析 釋放后擺球到達右邊最高點b處 由機械能守恒可知b和a等高 則擺球始終做簡諧運動 擺球做簡諧運動的擺長有所變化 它的周期為兩個不同單擺的半周期的和 小球在左邊的周期為 1 儀器和器材擺球2個 鐵質和銅質并穿有中心孔 秒表 物理支架 米尺或鋼卷尺 游標卡尺 細線等 2 實驗步驟 1 做單擺 如圖所示 把擺球用細線懸掛在物理支架上 擺長最好能有1米左右 這樣可使測量結果準確些 3 作t2 l圖象的優(yōu)點 用圖象法處理數(shù)據(jù)既直觀又方便 同時也能最大限度地減小偶然誤差對實驗結果造成的影響 由于t l的圖象不是直線 不便于進行數(shù)據(jù)處理 所以采用t2 l的圖象 目的是為了將曲線轉換為直線 便于利用直線的斜率計算重力加速度 名師點睛 1 選擇材料時應選擇細而不易伸長的線 長度一般在1m左右 小球應選密度較大 直徑較小的 2 線應夾在鐵夾的下面 防止因擺動而改變擺線的長度 3 注意擺動時控制擺線偏離豎直方向的角度應很小 4 擺球擺動時 要使之保持在同一個豎直平面內 不要形成圓錐擺 方法是將擺球拉到一定位置后由靜止釋放 5 計算單擺的振動次數(shù)時 應以擺球通過最低位置時開始計時 以后擺球應從同一方向通過最低點時計數(shù) 要多測幾次 如30次或50次 全振動的時間 用取平均值的辦法求周期 3 2011 福建高考 某實驗小組在利用單擺測定當?shù)刂亓?