【步步高】高中物理 11.4 單擺2 選修34

第十一章機械振動第四節(jié)單擺人教版選修3-4單擺的概念：1、如果懸掛小球的細線的伸縮和質量可以忽略，線長又比球的直徑大得多，這樣的裝置就叫做單擺。L線》R球，m球》m線

擺線不可伸長3、擺是實際擺的理想化的物理模型。2、實際擺能看成單擺的條件:B單擺的平衡位置OM一、單擺的回復力AN單擺的回復力OTGG2G1擺角M單擺的回復力：NOTGG2G1G2是使擺球振動的回復力。大小：F回＝G2=Gsin=mgsin方向：沿切線指向平衡位置擺球重力的分力G2始終沿軌跡切向指向平衡位置O。MNOTGG2G1M小角度下的近似：sin≈X/L近似成立條件：<10°單擺的回復力表達方式：NOTGG2G1M<10°的條件下：

Sinα≈ON/MNF回=mgSinα單擺的回復力表達方式：=mg︿ONMN︿L:擺長X:擺球偏離平衡位置的位移≈mgLXOM<10°的條件下：位移方向與回復力方向相反F回=mgLXF回=—kx單擺的回復力表達方式：k=mgL常數(shù)N簡諧運動XF單擺振動是簡諧運動F回=mgLx特征：回復力的大小與位移的大小成正比，回復力的方向與位移的方向相反。條件：擺角α<10°二、單擺的周期1、周期與擺球的質量是否有關?3、周期與重力加速度是否有關?4、周期與振幅是否有關?2、周期與擺長是否有關?方法:控制變量法單擺振動的周期－可能與哪些因素有關呢？單擺的周期A、單擺的周期與質量B、單擺的周期與擺長C、單擺的周期與振幅無關.有關.無關,這種與振幅無關的性質叫做單擺的等時性.單擺的周期周期公式：條件：擺角α<10°單擺做簡諧運動的振動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。荷蘭物理學家惠更斯首先發(fā)現(xiàn)周期公式的理解:1、擺長L＝細繩長度＋小球半徑3、擺長、重力加速度都一定時，周期和頻率也一定，通常稱為單擺的固有周期和固有頻率。2、單擺周期與擺長和重力加速度有關，與振幅和質量無關。單擺周期公式的應用1、惠更斯利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器，擺的周期可以通過改變擺長來調節(jié)，計時很方便。2、單擺的周期和擺長容易用實驗準確地測定出來，所以可利用單擺準確地測定各地的重力加速度。課堂練習：一個單擺，周期是T。a.如果擺球質量增到2倍，周將。b.如果擺的振幅增到2倍，周將。c.如果擺長增到2倍，周期將。d.如果將單擺從赤道移到兩極，周期將 。e.如果將單擺從海面移到高山，周期將 不變不變變?yōu)椤?T變小變大課堂練習：一個單擺擺長100.4cm，測得它完成30次全振動共用60.3s，求當?shù)刂亓铀俣榷啻螅拷猓焊鶕?jù)，有g=42L/T2由題設條件可知T=60.330s=2.01sg=4×3.142×1.0042.012m/s2=9.812m/s2課堂小結：1、只有在擺角