高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 4 單擺預(yù)習(xí)導(dǎo)航 新人教版選修3-41

《高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 4 單擺預(yù)習(xí)導(dǎo)航 新人教版選修3-41》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 4 單擺預(yù)習(xí)導(dǎo)航 新人教版選修3-41（3頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

單擺 預(yù)習(xí)導(dǎo)航 1．知道什么是單擺。 2．理解擺角很小時(shí)單擺的振動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)。 3．知道單擺的周期跟什么因素有關(guān)，了解單擺的周期公式，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 冬天走時(shí)準(zhǔn)確的老式掛鐘，到了夏天就不準(zhǔn)確了，為什么呢？應(yīng)該怎樣調(diào)整？ 提示：由于熱脹冷縮，到了夏天，掛鐘的鐘擺變長了，擺動(dòng)的周期發(fā)生了變化，所以走時(shí)不準(zhǔn)確了，應(yīng)該調(diào)整鐘擺的長度，調(diào)整擺錘下面的螺母，讓擺錘的重心升高即可。 1．單擺 由細(xì)線和小球組成，細(xì)線的______與小球相比可以忽略，球的______與線的______相比也可以忽略。忽略擺動(dòng)過程中所受阻力的作用，單擺是實(shí)際擺的理想化模型。 為了滿足上述條件，我們盡量選擇質(zhì)量大、半徑小的球和盡量細(xì)的無彈性的線。 思考：結(jié)合單擺模型的特點(diǎn)想一想，下列裝置能否視為單擺，為什么？ 2．單擺的回復(fù)力 (1)回復(fù)力的提供：擺球的重力沿______方向的分力。 (2)回復(fù)力的特點(diǎn)：在偏角很小時(shí)，單擺所受的回復(fù)力和它偏離平衡位置的位移大小成______，方向總是指向__________，即________________。 (3)運(yùn)動(dòng)規(guī)律：單擺在偏角很小時(shí)做__________，其振動(dòng)圖象遵循__________規(guī)律。 思考：如圖所示，細(xì)線下懸掛一個(gè)除去了栓塞的注射器，注射器向下噴出一細(xì)束墨水。沿著與擺動(dòng)方向垂直的方向勻速拖動(dòng)一張白紙，噴到白紙上的墨跡便畫出振動(dòng)圖象。你知道為什么要?jiǎng)蛩偻蟿?dòng)長木板嗎？ 3．單擺的周期 (1)實(shí)驗(yàn)研究：單擺的振幅、質(zhì)量、擺長對(duì)周期各有什么影響？ 控制條件：實(shí)驗(yàn)主要是為研究屬于簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺振動(dòng)的周期，所以擺角不要超過5。 步驟1：把擺長相同的兩個(gè)擺球從不同高度釋放，觀察現(xiàn)象：擺球同步振動(dòng)，說明單擺振動(dòng)的周期與______無關(guān)。 步驟2：將擺長相同、質(zhì)量不同的擺球拉到同一高度釋放，觀察現(xiàn)象：兩擺球同步振動(dòng)，即說明單擺的周期與____________無關(guān)，不受其影響。 步驟3：取擺長不同，兩個(gè)相同的擺球從某一高度同時(shí)釋放，觀察現(xiàn)象：兩擺球振動(dòng)不同步，而且擺長越長，振動(dòng)就越慢。這說明單擺振動(dòng)跟______有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)表明：單擺的振動(dòng)周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)；在振幅較小時(shí)，與振幅無關(guān)；但是與擺長有關(guān)，擺長越長，周期越長。 步驟4：定量研究周期跟擺長的關(guān)系：測量不同擺長下的單擺的振動(dòng)周期，實(shí)驗(yàn)需要精確地測量兩個(gè)物理量，它們是____________。 ①擺長的測量：用帶毫米刻度的米尺測量擺線的長度，用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑。擺長等于__________與__________之和。 ②周期的測量：用停表測出單擺30～50次全振動(dòng)的時(shí)間t，周期為：__________。 (2)周期公式：荷蘭物理學(xué)家惠更斯研究了單擺的振動(dòng)，在大量可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過一系列的理論推導(dǎo)和證明得到：單擺的周期和擺長l的平方根成____比，和重力加速度g的平方根成____比，而與振幅、擺球的質(zhì)量無關(guān)。 惠更斯確定了單擺振動(dòng)的周期公式：______________。 4．用單擺測定重力加速度 由周期公式T＝2π可得：g＝________________，只要測出單擺的______和______，就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取? 答案：1．質(zhì)量　直徑　長度 思考 提示：都不能，(1)中橡皮筋的伸縮不能忽略；(2)(3)中乒乓球和大木球擺動(dòng)時(shí)，空氣阻力不能忽略；(3)中大木球的直徑與線的長度相比也不能忽略不計(jì)。 2．(1)圓弧 (2)正比　平衡位置　F＝－x (3)簡諧運(yùn)動(dòng)　正弦函數(shù) 思考 提示：勻速拖動(dòng)木板，可以保證得到的單擺振動(dòng)圖象的時(shí)間軸的間隔是均勻分布的。 3．(1)振幅　擺球質(zhì)量　擺長　擺長和周期　擺線長度　擺球半徑　T＝ (2)正　反　T＝2π 4.　擺長　周期