物理（教科版選修34）課件第1章第2節(jié)單擺

第一部分第一章機(jī)械振動(dòng)第二節(jié)單擺1．了解單擺的構(gòu)造及其回復(fù)力．2．掌握單擺的周期公式．3．會(huì)利用單擺測(cè)重力加速度．一、單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1．單擺(1)組成：①________；②________．(2)理想化要求①質(zhì)量關(guān)系：細(xì)線的質(zhì)量與小球相比__________．②長(zhǎng)度關(guān)系：小球的_______與線的長(zhǎng)度相比可以忽略．③力的關(guān)系：忽略擺動(dòng)過程中所受________作用．單擺細(xì)線小球可以忽略直徑阻力圓弧切線正比平衡位置二、單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期1．探究單擺的振幅、位置、擺長(zhǎng)對(duì)周期的影響(1)探究方法：__________法．(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論①單擺振動(dòng)的周期與擺球質(zhì)量________．②在振幅較小時(shí)周期與振幅________．③擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，周期________；擺長(zhǎng)越短，周期________．控制變量無關(guān)無關(guān)越長(zhǎng)越短2．單擺的周期公式(1)提出：周期公式是荷蘭物理學(xué)家__________首先提出的．(2)公式：T＝__________，即單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T與擺長(zhǎng)l的二次方根成__________，與重力加速度g的二次方根成__________．惠更斯正比反比A．?dāng)[球往返一次周期比無釘子時(shí)的單擺周期小B．?dāng)[球在左、右兩側(cè)上升的最大高度一樣C．?dāng)[球在平衡位置左右兩側(cè)走過的最大弧長(zhǎng)相等D．?dāng)[球在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的兩倍思路點(diǎn)撥：?jiǎn)螖[的周期公式及“組合擺”．解析：答案：AB【題后總結(jié)】(1)本題實(shí)際上是兩個(gè)單擺的組合，所求周期應(yīng)為“組合擺”的周期．(2)擺線碰釘后，擺長(zhǎng)突然變短，但此瞬間擺球的速度不變，能量無損失．【訓(xùn)練】1．用空心鐵球內(nèi)部裝滿水做擺球，若球正下方有一小孔，水不斷從孔中流出，從球內(nèi)裝滿水到水流完為止的過程中，其振動(dòng)周期的大小是(

)A．不變B．變大C．先變大后變小再回到原值D．先變小后變大再回到原值解析：?jiǎn)螖[的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)，但當(dāng)水從球中向外流出時(shí)，等效擺長(zhǎng)是先變長(zhǎng)后變短，因而周期先變大后變小再回到原值，故選項(xiàng)C正確．答案：C2．關(guān)于單擺，下列說法正確的是(

)A．?dāng)[球受到的回復(fù)力方向總是指向平衡位置B．?dāng)[球受到的回復(fù)力是它的合力C．?dāng)[球經(jīng)過平衡位置時(shí)，所受的合力為零D．?dāng)[角很小時(shí)，擺球受的合力的大小跟擺球相對(duì)平衡位置的位移大小成正比解析：由回復(fù)力的定義可知選項(xiàng)A正確；單擺的回復(fù)力除了在最高點(diǎn)外都不是擺球所受的合力，但不管在哪個(gè)位置均可以認(rèn)為是重力沿軌跡圓弧切線方向的分力，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；經(jīng)過平衡位置時(shí)回復(fù)力為零，但合力不為零，因懸線方向上要提供擺球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．綜上所述選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：A3．下列關(guān)于單擺的說法正確的是(

)A．單擺擺球從平衡位置運(yùn)動(dòng)到正向最大位移處時(shí)的位移為A(A為振幅)，從正向最大位移處運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)的位移為－AB．單擺擺球的回復(fù)力等于擺球所受的合外力C．單擺擺球的回復(fù)力是擺球重力沿圓弧切線方向的分力D．單擺擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)加速度為零解析：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的位移是以平衡位置作為起點(diǎn)，擺球在正向最大位移處時(shí)位移為A，在平衡位置時(shí)位移應(yīng)為零．?dāng)[球的回復(fù)力由合外力沿圓弧切線方向的分力(等于重力沿圓弧切線方向的分力)提供，合外力在擺線方向的分力提供向心力，擺球經(jīng)最低點(diǎn)(振動(dòng)的平衡位置)時(shí)回復(fù)力為零，但向心力不為零，所以合外力不為零，擺球到最高點(diǎn)時(shí)，向心力為零，回復(fù)力最大，合外力也不為零．答案：C4．下列哪種情況下，單擺周期會(huì)增大(

)A．增大擺球質(zhì)量B．縮短擺長(zhǎng)C．減小單擺振幅D．將單擺由山下移到山頂答案：D5．已知在單擺a完成10次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，單擺b完成6次全振動(dòng)，兩擺長(zhǎng)之差為1.6m，則兩單擺擺長(zhǎng)la與lb分別為(

)A．la＝2.5m，lb＝0.9mB．la