2018_2019版高中物理第1章机械振动1.3探究摆钟的物理原理1.4探究单摆振动的周期学案沪科版选修

2018_2019版高中物理第1章机械振动1.3探究摆钟的物理原理1.4探究单摆振动的周期学案沪科版选修

ID:47046146

大小:597.51 KB

页数:14页

时间:2019-07-08

2018_2019版高中物理第1章机械振动1.3探究摆钟的物理原理1.4探究单摆振动的周期学案沪科版选修_第1页
2018_2019版高中物理第1章机械振动1.3探究摆钟的物理原理1.4探究单摆振动的周期学案沪科版选修_第2页
2018_2019版高中物理第1章机械振动1.3探究摆钟的物理原理1.4探究单摆振动的周期学案沪科版选修_第3页
2018_2019版高中物理第1章机械振动1.3探究摆钟的物理原理1.4探究单摆振动的周期学案沪科版选修_第4页
2018_2019版高中物理第1章机械振动1.3探究摆钟的物理原理1.4探究单摆振动的周期学案沪科版选修_第5页
资源描述:

《2018_2019版高中物理第1章机械振动1.3探究摆钟的物理原理1.4探究单摆振动的周期学案沪科版选修》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、1.3 探究摆钟的物理原理1.4 探究单摆振动的周期[学习目标]1.理解单摆模型及其振动特点.2.理解单摆做简谐运动的条件,知道单摆振动时回复力的来源.3.知道相位的概念,知道同相振动与反相振动的步调特点.4.会用控制变量法探究单摆的周期与哪些因素有关.5.掌握单摆的周期公式,掌握用单摆测定重力加速度的原理和方法.1.如图1所示,细线上端固定,下端系一小球,如果细线的伸缩可以忽略,细线的质量与小球相比可以忽略,小球的直径与细线的长度相比也可以忽略,这样的装置就可看成单摆.单摆在摆角很小时做简谐运动,其振动图像遵循正弦函数规律.图12.相是描述振动步调的物理量

2、.两个单摆振动步调一致,我们称为同相;两个单摆振动步调正好相反,叫做反相.3.单摆振动的周期与摆球质量无关,在振幅较小时与振幅无关,周期公式T=2π.一、探究摆钟的物理原理[导学探究] 一阵风吹过,大厅里的吊灯微微摆动起来,久久不停……,伽利略就是通过观察教堂吊灯摆动发现了吊灯摆动的等时性,惠更斯按照伽利略的构想,发明制作了一个摆钟.摆钟的往复运动是简谐运动吗?你能用所学的知识证明吗?答案 是简谐运动.证明:把摆钟等效成一个小球,当小球运动到图中的任意位置P时,小球受到的回复力是小球所受重力G沿着圆弧切线方向的分力G1,F=G1=mgsinθ.若摆角θ很小,

3、则有sinθ≈θ==,并且位移x≈,考虑了位移和回复力的方向后,有F=-mg(“-”14表示回复力F与位移x的方向相反),m是小球的质量,l是摆长,g是重力加速度,它们都有确定的数值,可以用一个常数k来表示,则上式又可以写成F=-kx,也就是说,在摆角很小时,小球所受到的回复力跟位移大小成正比而方向相反,所以小球做简谐运动.[知识深化]1.单摆(1)模型:摆线是不可伸长,且没有质量的细线,摆球是没有大小只有质量的质点,这样的装置叫单摆,它是实际摆的理想化模型.(2)实际摆看作单摆的条件:①摆线的形变量与摆线的长度相比小得多,摆线的质量与摆球的质量相比小得多,

4、这时可把摆线看成是不可伸长,且没有质量的细线.②摆球直径的大小与摆线长度相比小得多,这时可把摆球看成是没有大小只有质量的质点.2.单摆的回复力(1)回复力的提供:摆球的重力沿圆弧切线方向的分力.(2)回复力的特点:在摆角很小时,F=-x.(3)运动规律:在摆角很小时做简谐运动,其振动图像遵循正弦(或余弦)函数规律.[延伸思考]单摆经过平衡位置时,合外力为零吗?答案 不为零.单摆振动的回复力是重力在切线方向的分力,或者说是摆球所受合外力在切线方向的分力.摆球所受的合外力在法线方向(摆线方向)的分力提供摆球做圆周运动的向心力,所以并不是合外力完全用来提供回复力的

5、.因此摆球经过平衡位置时,只是回复力为零,而不是合外力为零(此时合外力提供摆球做圆周运动的向心力).例1 (多选)图2中O点为单摆的固定悬点,现将摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动,B点为运动中的最低位置,则在摆动过程中(  )14图2A.摆球在A点和C点处,速度为零,合力也为零B.摆球在A点和C点处,速度为零,回复力最大C.摆球在B点处,速度最大,回复力也最大D.摆球在B点处,速度最大,细线拉力也最大答案 BD解析 摆球在摆动过程中,在最高点A、C处速度为零,回复力最大,合力不为零,故A错误,

6、B正确;在最低点B处,速度最大,回复力为零,摆球做圆周运动,细线的拉力最大,故C错误,D正确.二、研究振动的步调问题[导学探究]1.如图3所示,在铁架台上悬挂两个相同的单摆,将两个摆球拉离平衡位置且保证摆角相同,然后同时放开,可观察到什么现象?图3答案 它们的运动总是一致的,也可以说是步调一致,即同时沿相同方向经过平衡位置,并同时达到同一侧最大位移处.2.如图4所示,再将两个摆球拉开相同的摆角,先放开一个,等它摆到另一边最大位移处时,再放开第二个,又可观察到什么现象?      图414答案 它们的运动总是相反的,也可以说是步调相反,即同时沿相反方向经过平衡

7、位置,并同时达到两侧最大位移处.[知识深化]1.相(或相位、位相、周相):描述振动步调的物理量.(1)两个单摆振动步调一致,称为同相;(2)两个单摆振动步调不一致,就说它们存在着相差;(3)两个单摆振动步调正好相反,叫做反相.2.相差:指两个相位之差.在实际中经常用到的是两个具有相同频率的简谐运动的相位差,反映出两简谐运动的步调差异.例2 (多选)如图5所示是在同一个坐标系里画出的三个振动系统的振动图像,下列说法正确的是(  )图5A.a、b、c三个振动系统的频率相同B.a、b两个系统振动时存在着相差C.a、b两个系统振动同相D.a、c两个系统振动反相答案 

8、ACD解析 由题图可知,三个振动系统的周期相同,故频

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。