2019-2020年物理粤教版选修3-4素材：课前预习 第一章第二课时简谐运动的力和能量特征 Word版含解析.doc

2019-2020年物理粤教版选修3-4素材：课前预习第一章第二课时简谐运动的力和能量特征 Word版含解析情景素材 你喜欢荡秋千吗？也许你很喜欢却荡不好，往往在最初获得能量摆起来后，接下来越摆越低，到最后停下.有伙伴在边上，若伙伴不时助推一下，可持续较长时间，但会荡秋千的人，不用别人帮助，就能越摆越高，你知道这是什么原因吗？简答：在最初获得能量摆起来后，接下来不再补充能量，那么在阻力作用下，机械能不断损失，最终停下，荡秋千高手从高处摆下来的时候总是从直立到蹲下，而从最低点向上摆时身子又从蹲下到直立起来.由于他从蹲下到站直时，重心升高，无形中就对自已做了功，增大了重力势能，因而每荡一次秋千，都使荡秋千的人自身能量增加了一些，如此循环往复，总能量越积越多，秋千就摆得越来越高了.知识预览1.回复力：回复力是根据力的效果(“性质”或“效果”)命名的.回复力的方向总是指向平衡位置，其作用效果是使振子返回平衡位置.回复力为零的位置就是平衡位置.回复力可以是物体所受的合外力，也可以是某一个力的分力.2.简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，方向总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐运动.其回复力特点：F=-kx,它不仅是一种变速运动，而且是变加速运动，a=，式中“-”号表示F与x、a与x方向相反.3.简谐运动的能量：弹簧振子和单摆在振动过程中动能和势能不断地发生转化.在平衡位置时，动能最大，势能最小；在位移最大时，势能最大，动能为零.在任意时刻动能和势能的总和，就是振动系统的总机械能.弹簧振子和单摆是在弹力或重力的作用下发生振动的，如果不考虑摩擦和空气阻力，只有弹力或重力做功，那么振动系统的机械能守恒.振动系统的机械能跟振幅有关，振幅越大，机械能就越大.附送：2019-2020年物理粤教版选修3-4素材：课前预习第一章第五节用单摆测定重力加速度 Word版含解析情景素材 小明想用单摆测当地重力加速度.他想用(不易伸长的细线约1 m)中心有孔的重球组成了一个单摆该如何操作，怎样求出g.还需哪些器材？简答：单摆的摆角很小(不超过10)时，其摆动可以看作为简谐运动，其振动周期为：T=，其中l为摆长，g为当地重力加速度，由此可得g=，据此，只要测出摆长l和周期T，就可计算出当地重力加速度g的数值.所需器材：铁架台及铁夹，机械秒表，米尺和游标卡尺.操作步骤：(1)让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个线结，做成单摆.如图1-5-1所示.图1-5-1(2)把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处作上标记，如图1-5-1所示.(3)用米尺量出摆线长度l，精确到mm，用游标卡尺测出摆球的直径，即得出小球半径r，也精确到mm，计算出摆长l=l+r.(4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过10)，然后放开小球，让小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成3050次全振动所用的时间t，计算出小球完成一次全振动所用时间，这个时间就是单摆的振动周期，即T=(N为全振动的次数).(5)根据单摆振动周期公式T=，计算出当地重力加速度：g=.(6)改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均值，即为当地的重力加速度值.知识预览 实验操作需注意以下几点：实验所用的单摆应符合理论要求，即：线要细线且弹性要小，摆球用密度和质量较大的小球，并且要在摆角不超过10的情况下进行实验；要使单摆在竖直平面内振动，不能使其形成圆锥摆，方法是摆球拉到一定位置后由静止释放；测量摆长时，用毫米刻度尺从悬点一直量到球心；测单摆周期时，应从摆球通过平衡位置开始计时，并且采用倒数到0开始计时的方