機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械5

1、機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波·單擺習(xí)題課·教案  一、教學(xué)目標(biāo)1加深對(duì)單擺周期公式的理解和掌握；2培養(yǎng)同學(xué)分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。二、課型  習(xí)題課。三、教學(xué)方法  程序設(shè)疑教學(xué)法。四、教學(xué)過(guò)程(一)知識(shí)再現(xiàn)問(wèn)1實(shí)際單擺在何種情況下可近似看成理想單擺？答：在實(shí)際中，將質(zhì)量很小，伸縮可以忽略的長(zhǎng)線，系一質(zhì)量較大，體積很小的小球所構(gòu)成的系統(tǒng)，即L線>>R球，m線<<m球的情況下，近似看成理想單擺。問(wèn)2單擺振動(dòng)的回復(fù)力來(lái)源是什么？具體形式是什么？答：擺球重力沿切線方向的分力(或者說(shuō)擺球所受重力和拉力的合力沿切線方向的分力)即是使擺球振動(dòng)的

2、回復(fù)力，F(xiàn)回mgsin。問(wèn)3單擺在什么條件下可以看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？在這個(gè)條件下作了哪兩點(diǎn)近似？答：在擺角小于5°時(shí)，單擺的振動(dòng)可以看成是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。在此條件下，有如下兩個(gè)近似關(guān)系：?jiǎn)?單擺的周期公式？(二)知識(shí)應(yīng)用例1一個(gè)單擺，周期是T。(1)如果擺球質(zhì)量增到2倍，周期變?yōu)槎嗌?？答：?jiǎn)螖[周期與質(zhì)量無(wú)關(guān)，周期不變，仍為T(mén)。(2)如果擺的振幅增到2倍(擺角仍小于5°)，周期變?yōu)槎嗌?？答：?jiǎn)螖[周期與振幅無(wú)關(guān)，周期不變，仍為T(mén)。(3)如果擺長(zhǎng)增到2倍，周期變?yōu)槎嗌伲?4)如果將單擺從赤道移到兩極，周期如何變化？答：g變小，周期將變大。(5)將此單擺由海平面移至高山上，周期如何變化？答：g

3、變小，周期將變大。(6)假定把鐘擺看作單擺，將此單擺從地球表面移至月球表面，這座擺鐘是走快了，還是走慢了？答：g變小，周期將變大，與實(shí)際時(shí)間相比走慢了。(7)如要走時(shí)準(zhǔn)確，應(yīng)怎樣改變擺長(zhǎng)？答：將擺長(zhǎng)縮短。(8)若該單擺是秒擺，移到距地面高度為地球半徑的地方，周期變?yōu)槎嗌?？若同學(xué)不知何為秒擺，教師可介紹什么是秒擺；周期為2秒的擺。再由單擺的周期公式，可計(jì)算出T2T。例2如圖，擺長(zhǎng)為 L的單擺，若在懸點(diǎn)O的正下方A點(diǎn)固定一顆釘子，A點(diǎn)距懸點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)/3，試求這個(gè)單擺完成一個(gè)全振動(dòng)的時(shí)間是多少？分析解答  在擺角很小時(shí)，單擺的振動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)擺線不碰到釘子時(shí)，A點(diǎn)成為“懸點(diǎn)”，單

4、擺的擺長(zhǎng)由L變?yōu)?L/3。由題意知，例3如圖所示是一個(gè)雙線擺，它是由兩根等長(zhǎng)的細(xì)線懸掛一個(gè)小球而構(gòu)成的，并懸掛于水平支架上，若兩線各長(zhǎng)為L(zhǎng)，夾角為，當(dāng)小擺球在垂直紙面的平面內(nèi)發(fā)生微小振動(dòng)時(shí)(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng))，它的周期是多少？分析解答  當(dāng)雙線擺在垂直于紙面的平面內(nèi)發(fā)生微小振動(dòng)時(shí)，其等例4如圖，AB為半徑R1m的一段豎直光滑圓槽，A、B兩(1)將小球甲由A點(diǎn)靜止釋放，則它第一次運(yùn)動(dòng)到O所用時(shí)間為多少？解答  先判斷甲做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，等效擺長(zhǎng)為R，所以第一次運(yùn)動(dòng)到O所用時(shí)間為T(mén)/4，即為0.5s；(2)將小球乙與小球甲同時(shí)釋放(乙的位置低于甲)，兩小球?qū)?huì)在何處相碰？解答  兩

5、小球的振動(dòng)周期相同，所以將會(huì)在O相碰；(3)將小球乙由球面中心O釋放，小球甲同時(shí)由A點(diǎn)釋放，哪一個(gè)先達(dá)到O點(diǎn)？所以小球乙先達(dá)到O點(diǎn)；(4)若使兩個(gè)小球在O處相撞，小球乙的高度h應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？?jī)汕蛳嘧矖l件為t1(2k+1)t2  (k0，1，2，)(三)知識(shí)小結(jié)通過(guò)本節(jié)課，你對(duì)單擺周期公式有何新的認(rèn)識(shí)？五、說(shuō)明學(xué)習(xí)物理的過(guò)程，是知識(shí)循序漸進(jìn)、逐步積累的過(guò)程。本節(jié)作為單擺的習(xí)題課，為使同學(xué)靈活地理解掌握周期公式，教師在教學(xué)過(guò)程中，可按一定程序，不斷地設(shè)置疑問(wèn)，逐步引申內(nèi)容的內(nèi)涵和外延，從而提高同學(xué)分析解決問(wèn)題的能力。程序題應(yīng)具有不陡的知識(shí)結(jié)構(gòu)梯度，題目容量要配備合適，數(shù)字要盡可能好算，最