高中物理單擺帶例題練習(xí)題答案可愛課件課件

1、2、擺長、擺長:懸點到擺球重心的距離叫擺長。懸點到擺球重心的距離叫擺長。1、單擺、單擺:細線一端固定在懸點，另一端系細線一端固定在懸點，另一端系一個小球，如果細線的質(zhì)量與小球相比可一個小球，如果細線的質(zhì)量與小球相比可以忽略；球的直徑與線的長度相比也可以以忽略；球的直徑與線的長度相比也可以忽略，這樣的裝置就叫做單擺。忽略，這樣的裝置就叫做單擺。擺長擺長 L=L0+RL0擺線質(zhì)量擺線質(zhì)量m 遠小于擺球質(zhì)量遠小于擺球質(zhì)量 M，即，即m M 3、單擺理想化條件是：、單擺理想化條件是：擺球所受空氣阻力遠小于擺球重力及繩的拉力，可擺球所受空氣阻力遠小于擺球重力及繩的拉力，可忽略不計。忽略不計。擺球的直徑擺

2、球的直徑 d 遠小于單擺的擺長遠小于單擺的擺長，即，即 d 擺線的伸長量很小，可以忽略。擺線的伸長量很小，可以忽略。4、單擺是對現(xiàn)實擺的抽象，是一種理想化的物理模型、單擺是對現(xiàn)實擺的抽象，是一種理想化的物理模型小球小球的半的半徑為徑為R單擺的振動周期與哪些因素有關(guān)呢？單擺的振動周期與哪些因素有關(guān)呢？、猜想、猜想2、實驗探究、實驗探究 方法方法:控制變量法控制變量法 3、實驗結(jié)論：、實驗結(jié)論： (1) 當(dāng)擺角很小時，周期與振幅無關(guān)當(dāng)擺角很小時，周期與振幅無關(guān) (2)周期與擺球質(zhì)量無關(guān)周期與擺球質(zhì)量無關(guān) (3)單擺振動的周期與擺長有關(guān)單擺振動的周期與擺長有關(guān);單擺單擺周期的平方與擺長成正比周期的平

3、方與擺長成正比如何驗證猜想如何驗證猜想?實驗探究實驗探究理論探究理論探究 在伽利略發(fā)現(xiàn)了單擺的等時性后，另在伽利略發(fā)現(xiàn)了單擺的等時性后，另一個叫一個叫惠更斯惠更斯的荷蘭科學(xué)家又做了進一步的荷蘭科學(xué)家又做了進一步的研究，確定了單擺振動的周期與擺長的的研究，確定了單擺振動的周期與擺長的平方根成正比的關(guān)系：平方根成正比的關(guān)系：LT 惠更斯惠更斯于于1656年發(fā)明了世界上第一個年發(fā)明了世界上第一個用擺的擺動來計時的時鐘。用擺的擺動來計時的時鐘。單擺振動是簡諧運動嗎？單擺振動是簡諧運動嗎？如何驗證？如何驗證？從單擺的受力特征判斷從單擺的受力特征判斷簡諧運動的回復(fù)力特征簡諧運動的回復(fù)力特征:回復(fù)力的大小與

4、位移的大小成正比，回回復(fù)力的大小與位移的大小成正比，回復(fù)力的方向與位移的方向相反，復(fù)力的方向與位移的方向相反，F(xiàn)= -kxMAG1G2TGo擺球重力的分力擺球重力的分力G2始終沿始終沿軌跡切向指向平衡位置軌跡切向指向平衡位置O。G2是使擺球振動的回復(fù)力是使擺球振動的回復(fù)力A，xd當(dāng)擺球運動到當(dāng)擺球運動到A,點時，擺線與點時，擺線與 豎直方向的夾角為豎直方向的夾角為，擺球偏，擺球偏離平衡位置的位移為離平衡位置的位移為x，擺長，擺長為為lF=G2=mgsin 小球擺動的回復(fù)力小球擺動的回復(fù)力F為為:sin = d / l角度角度sin弧度值弧度值1o0.017540.017542o0.034900

5、.034913o0.052340.052364o0.069760.069815o0.087160.087276o0.104530.104727o0.121870.122178o0.139170.13863仔細觀察下面表格：你能得到什么結(jié)論？仔細觀察下面表格：你能得到什么結(jié)論？ 當(dāng)當(dāng)角很小（角很?。?0）時，角的正弦值近似）時，角的正弦值近似等于等于所對應(yīng)的弧度值，即所對應(yīng)的弧度值，即sinxlmgsinmgF弧長弧長弦長弦長= xlxsin回復(fù)力的方向與位移的方向回復(fù)力的方向與位移的方向:相反相反xlmgF回回復(fù)復(fù)力力lx半半徑徑弧弧長長2、結(jié)論：在擺角很小、結(jié)論：在擺角很小( 50)的情況，

6、單擺的情況，單擺的振動是簡諧運動的振動是簡諧運動kx1、根據(jù)數(shù)據(jù)推理得、根據(jù)數(shù)據(jù)推理得荷蘭物理學(xué)家惠更斯荷蘭物理學(xué)家惠更斯l：擺長擺長( (懸點到小球重心的距離懸點到小球重心的距離) )g：當(dāng)?shù)刂亓铀俣犬?dāng)?shù)刂亓铀俣人?、單擺的周期公式四、單擺的周期公式kmT2簡諧運動的周期公式簡諧運動的周期公式代入代入將將lmgk glT21、計時器（利用單擺的等時性）、計時器（利用單擺的等時性）2、測定重力加速度、測定重力加速度 惠更斯在惠更斯在1656年首先利用年首先利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器（器（1657年獲得專利權(quán)）年獲得專利權(quán)）glT 2 224Tlg 1、有效擺長

7、：擺球做圓周運動的半徑、有效擺長：擺球做圓周運動的半徑例例1、如圖所示，為一雙線擺，它、如圖所示，為一雙線擺，它是在水平天花板上用兩根等長的細是在水平天花板上用兩根等長的細線懸掛一個小球而構(gòu)成的。已知細線懸掛一個小球而構(gòu)成的。已知細線長為線長為l，擺線與天花板之間的夾，擺線與天花板之間的夾角為角為。求小球在垂直于紙面方向。求小球在垂直于紙面方向作簡諧運動時的周期。作簡諧運動時的周期。 gsinlT22、有效重力加速度：、有效重力加速度：擺球在平衡位置相對懸點靜止時，擺線的拉力擺球在平衡位置相對懸點靜止時，擺線的拉力與擺球質(zhì)量的比值與擺球質(zhì)量的比值(1)與地理位置有關(guān)與地理位置有關(guān)(2)與運動狀

8、態(tài)有關(guān)與運動狀態(tài)有關(guān)(3)與物理環(huán)境有關(guān)與物理環(huán)境有關(guān)例例2、走時準(zhǔn)確的擺鐘從北京移到廣州，是變慢了還、走時準(zhǔn)確的擺鐘從北京移到廣州，是變慢了還是變快了？是變快了？例例4、如圖所示，求在以加速度、如圖所示，求在以加速度a勻加速上勻加速上升的升降機內(nèi)單擺的周期（擺長為升的升降機內(nèi)單擺的周期（擺長為l）。）。 例例3、如圖所示，在傾角為、如圖所示，在傾角為的光滑斜的光滑斜面上，用長為面上，用長為l 的細線栓一個小球，當(dāng)?shù)募毦€栓一個小球，當(dāng)它做小角度擺動時，周期是多少？它做小角度擺動時，周期是多少？變慢了變慢了singlT2aglT2aa例例5、如圖所示，若單擺處于沿水平方向、如圖所示，若單擺處于沿水平方向作勻加速直線運動的系統(tǒng)內(nèi)，單擺的擺作勻加速直線運動的系統(tǒng)內(nèi)，單擺的擺長為長為l，系統(tǒng)水平向右的加速度為，系統(tǒng)水平向右的加速度為a，擺球，擺球的質(zhì)量為的質(zhì)量為m，求這一單擺的周期。，求這一單擺的周期。 222galT例例6、如圖所示，長為、如圖所示，長為l 的絕緣細線下端的絕緣細線下端系一帶電量為系一帶電量為+q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的小球，整的小球，整個裝置處于場強為個裝置處于場強為E方向豎直向下的勻方向豎直向下的