【步步高】高中物理 11.4 單擺2 選修34

第十一章機(jī)械振動(dòng)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(xì)線的伸縮和質(zhì)量可以忽略，線長(zhǎng)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(zhǎng)3、擺是實(shí)際擺的理想化的物理模型。2、實(shí)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(fù)力AN單擺的回復(fù)力OTGG2G1擺角M單擺的回復(fù)力：NOTGG2G1G2是使擺球振動(dòng)的回復(fù)力。大?。篎回＝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(fù)力表達(dá)方式：NOTGG2G1M<10°的條件下：

Sinα≈ON/MNF回=mgSinα單擺的回復(fù)力表達(dá)方式：=mg︿ONMN︿L:擺長(zhǎng)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(fù)力方向相反F回=mgLXF回=—kx單擺的回復(fù)力表達(dá)方式：k=mgL常數(shù)N簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)XF單擺振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)F回=mgLx特征：回復(fù)力的大小與位移的大小成正比，回復(fù)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(zhì)量是否有關(guān)?3、周期與重力加速度是否有關(guān)?4、周期與振幅是否有關(guān)?2、周期與擺長(zhǎng)是否有關(guān)?方法:控制變量法單擺振動(dòng)的周期－可能與哪些因素有關(guān)呢？單擺的周期A、單擺的周期與質(zhì)量B、單擺的周期與擺長(zhǎng)C、單擺的周期與振幅無(wú)關(guān).有關(guān).無(wú)關(guān),這種與振幅無(wú)關(guān)的性質(zhì)叫做單擺的等時(shí)性.單擺的周期周期公式：條件：擺角α<10°單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)周期跟擺長(zhǎng)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(xué)家惠更斯首先發(fā)現(xiàn)周期公式的理解:1、擺長(zhǎng)L＝細(xì)繩長(zhǎng)度＋小球半徑3、擺長(zhǎng)、重力加速度都一定時(shí)，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(zhǎng)和重力加速度有關(guān)，與振幅和質(zhì)量無(wú)關(guān)。單擺周期公式的應(yīng)用1、惠更斯利用擺的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器，擺的周期可以通過(guò)改變擺長(zhǎng)來(lái)調(diào)節(jié)，計(jì)時(shí)很方便。2、單擺的周期和擺長(zhǎng)容易用實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確地測(cè)定出來(lái)，所以可利用單擺準(zhǔn)確地測(cè)定各地的重力加速度。課堂練習(xí)：一個(gè)單擺，周期是T。a.如果擺球質(zhì)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(zhǎng)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(xí)：一個(gè)單擺擺長(zhǎng)100.4cm，測(cè)得它完成30次全振動(dòng)共用60.3s，求當(dāng)?shù)刂亓铀俣榷啻螅拷猓焊鶕?jù)，有g(shù)=42L/T2由題設(shè)條件可知T=60.330s=2.01sg=4×3.142×1.0042.012m/s2=9.812m/s2課堂小結(jié)：1、只有在擺角