2016-2017学年高中物理 第11章 机械振动 4 单摆课件 新人教版选修3-4.ppt

4，填充，练习，1。单摆和单摆的恢复(见课本第13页)(1)单摆。由细线和小球组成的：构成。理想化模型：a。细线的质量比小球体可以忽略。b .与直线的长度相比，球的直径可以忽略。摆特性：x-t图线是表明摆运动是谐波运动的正弦曲线。(2)钟摆的恢复力。复力提供了：振球的重力沿圆弧切线方向的分力。恢复力的特征：是偏转时间，钟摆接收的恢复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，方向总是指向平衡位置。换言之，运动规律：钟摆在偏转时间进行简单谐波运动，振动图像遵循正弦函数的规律。、填充、练习、2。钟摆的周期(见课本第14页)(1)钟摆的幅度、质量、钟摆长度对周期的影响：导航方法：控制变量法。实验结论：a。钟摆振动的周期与钟摆质量无关。b .振幅低的话，周期与振幅无关。c .钟摆越长，周期越长。钟摆越长，周期越短。填充，练习，(2)定量探讨钟摆的周期和钟摆的长度的关系：周期测量：用正表测量钟摆的n(3050)次总振动的时间t，利用计算的周期。振幅长度测量：测量细线长度l0，用光标卡尺测量小孔径d，得出l=振幅长度。数据处理：改变钟摆的长度，测量不同钟摆及其周期，并通过制作T-l，T-l2或T-图像得出结论。填充，实践，(3)周期公式：荷兰物理学家惠更斯研究钟摆振动，基于许多可靠的实验，给出了一系列理论推导和证明，摆周期和长l的二次平方根比例重力加速度g的二次平方根反比、振幅、摆球的质量无关。惠更斯确定钟摆振动的周期公式：(4)，可以用重力加速度3360作为周期公式，并测量钟摆的钟摆和周期，就可以求出局部重力加速度。对于、填充、练习、钟摆，以下说法是正确的：()a .钟摆所受的斥力方向总是平衡位置b .钟摆的恢复力，其合力c .进球经过平衡位置时所受的合力是0 D .进角非常小时，钟摆的合力是根据钟摆对平衡位置的位移大小成比例的解释。钟摆的斥力解释是重力沿圆弧的分力，而不是其合力。如果球移动到平衡位置，则旋转力为零，但由于球有向心力，方向指向停止点(即指向中心)，因此合力为零。另外，入球的合力与位移大小不成比例。回答：A，一，二，三，探索一对钟摆的恢复力和运动特性的理解问题地图图中所示，细线的上部是固定的，下部连接金属球，用手将球从垂直方向落下一个角度，然后释放。(1)球受到什么力的作用？(？(2)什么力量提供向心力？(？3)什么力量提供恢复力？(？探索1，探索2，探索3，探索1，探索2，探索3，名人精密1。运动规律摆球是以悬浮点为中心进行变速圆运动，以平衡位置为中心进行往复运动。2.力的规律(1)运动中v0，在径向上必须有合力。(2)只要运动过程中不均衡，球就一定会受到排斥力。(3)在平衡位置上，斥力为零，小球的合力非零，合力提供圆周运动的向心力。，探索1，探索2，探索3，探索1，探索3，探索1，探索2，探索3，当铺运动过程中以下力的实例分析，准确的说明是()a .钟摆运动的恢复力是重力和摆线张力的合力。b .钟摆运动的恢复力是沿圆弧切线方向的重力的一分力。c .当钟摆经过平衡位置时，作用力为零。钟摆运动的恢复力是摆线张力的一个分力。钟摆运动在圆弧上运动，因此钟摆运动不仅具有离心力，还具有离心力。也就是说，选项a无效，因为原钟摆的合力不仅提供了合力，还必须提供向心力。钟摆的斥力不是摆线拉力的力，而是沿圆弧切线方向的重力的一个分力，因此选项b正确，d错误。如果钟摆通过平衡位置，则反作用力为零，向心力最大，因此耦合外力不为零，因此选项c无效。答案：B，一，一，二，三，变形训练第一钟摆的振动，准确地说，()a .钟摆振动时，振球总是具有相同的向心力。b .钟摆的振动恢复力是振球接收的合力。c .进球在平衡位置通过时斥力为0 D .进球在平衡位置通过时合力为0分析：进振动期间，重力和绳子通过拉力作用，在切向力和发射方向分解重力。切向力在切向力和径向上分解。绳子张力和重力的径向力的合力提供了球面力。向心力大小为0，平衡位置为向心力最大，反作用力最大，选项c正确，选项a、b、d错误。回答：C，一，二，三，一，一，二，三，二，三，对钟摆周期公式理解和应用问题的探索2013年6月20日，中国第一位“宇宙教师”王阿平在天宫一号内假设王阿平把真表带到了空间站，那么其摆动的钟摆周期是如何变化的呢？探索1，探索2，探索3，名词团精密1。钟摆的周期公式：与振幅的振幅和钟摆的质量无关，与钟摆的长度l和钟摆所在的重力加速度g有关。2.对钟摆长度l的理解：如果实际钟摆不是理想钟摆，则可以通过等效变换转换转换为理想钟摆，使用公式计算周期时，l对应于等向钟摆，对于不规则摆动对象或复合对象，等轴测长度对应于从悬挂点到摆动对象重心的长度3360图(a)(b)。在图(a)中，钟摆半径为r，a和b与垂直纸方向上的钟摆作用相同，因此a钟摆的钟摆为lsin r。在图(b)中，b相当于垂直纸上方向摆动时的a钟摆。b在纸上以较小的角度摆动，就像c钟摆。探索1，探索2，探索3，探索2，探索3，3。影响g的主要因素(1)公式中的g取决于钟摆所在的空间位置。如果钟摆的系统仅在重力场中处于静止状态，则g取决于钟摆的空间位置。也就是说，在样式中，r是从物体到地球中心的距离，g是根据位置表的位置和高度变化的。另外，m和r在行星上通常是不同的。(2)g还根据单摆系统的运动状态，当单摆系统处于不平衡状态(例如，加速度、减速、完全失重状态)时，g值通常等于单摆在磁平衡位置的张力与单摆的质量比。探索1，探索2，探索3，案例分析案例2图中所示，长度为l的钟摆，停点正下方的p有钉子，p离停止点l-l，该钟摆小幅度摆动的周期为()，探索1，2，探索3，探索3一个器具和设备钟摆(穿过中心孔)、停止台、物理支架、米、光标卡尺、细线等。2.实验阶段(1)单摆：用细线将球挂在实际支架上，单摆长度可能为1米左右，因此测量结果可能是正确的。(2)单摆长度：的测量方法是结合实验，“探讨单摆和单摆的长度”。(3)测量周期：测量方法和实验“钟摆与钟摆的关系探索”。(4)缩短(或加长)单摆长度：单摆的长度，然后重复实验三次，测量该单摆的长度l和周期t。一、二、三、三、三、三。数据处理(1)平均方法：每次改变钟摆，将相应的l和t代入公式，求出g值，最后求出g的平均值。设计下面显示的实验形式，探索1，探索2，探索2，探索3，4。注意事项(1)构成钟摆的条件：摆线应选择细长不容易拉伸的直线(长度1米左右)，球应选择密度大、体积小的金属球体(直径不超过2厘米为宜)，倾角不能超过5(可以通过估计振幅来确定)。(2)固定悬挂点：摆悬挂线的顶部不能随意缠绕在杠杆上，必须固定在夹具上，以便摆动时摆线滑动，振幅不会改变。(3)摆动方法：将摆锤拉至固定位置，然后从静止状态释放，以防止摆锤在同一垂直面内摆动。(4)摆锤长度：振长必须是到球心的距离，例如摆线长度加上小球半径。探索1，探索2，探索3，(5)测量周期：从把球移动到平衡位置开始计时。将球移动到平衡位置时开始计时，数0，以后将球移动到每个平衡位置的次数，最后总计时t，和n，周期，研究2，探索3，5。误差分析(1)该实验系统误差主要取决于单摆模型本身是否满足，即停止点是否固定。单摆或复杂的单摆；球、线是否符合要求；振动是圆锥摆还是同一垂直平面内的振动，以及用钟摆的长度测量哪些段等。只注意这些方面，可以将系统错误减少到比意外错误小得多的程度。(2)本实验的偶然误差主要源于时间(即钟摆的周期)的测量。因此，要注意准时间(周期)，摆锤通过平衡位置开始计时，不能记录或泄露更多的振动次数。要减少偶然的误差，需要进行多次测量，然后取平均值。(3)在这个实验中，测量长度(摆线长度，钟摆的直径)时，只需读毫米(即使用光标卡尺，钟摆的直径也只读毫米)。探索1，探索2，探索3，典型分析例3 (1)物理课外小组研究“用钟摆测量重力加速度”实验，根据教材实验直接测量的物理量，其公式如下：(2)他们测量了与不同钟摆(l)对应的周期(t)，在数据处理中，甲等学生制作了横坐标(l)和周期(t)的二次平方为纵坐标的T2-l图像，如果他测量的图像的斜率为k，那么测量的重力加速度g=。如果同学们在测量钟摆的长度的时候忘记测量钟摆的半径，那么他用烧伤法求出的重力加速度(选择填充的“小”“大”或“正确”)。乙班同学根据公式：计算重力加速度。乙班的朋友们测量钟摆的长度的时候，如果忘记了钟摆的半径，就会选择他测量的重力加速度(小、大或精确)。探索1，探索2，探索3，(3) a学生测量5个不同的钟摆振动周期，记录结果见表。以振幅(l)为横坐标，周期(t)的平方生成T2-l图像。使用此图像获得的重力加速度为：一，二，三，一，二，三，一，一，一，一，一，一，一，二，三(2)如果他测量的g值小，可能的原因是。A.在测量摆线长度时，摆线拉得太紧，b .摆线顶部未牢牢固定在悬挂点上，振动松弛，摆线长度变长，周期开始c .计时时，精准度太晚d .在实验中，共49次频率记录了50次，为了提高实验精度，在实验中，进行了多次长l变更，并测量了相应的周期t，测量了与l . t对应的数据集。(用k表示)一、一、二、三、12345、1。钟摆是研究振动的抽象模型，理想化条件为()a .摆线质量不超过b .摆线长度。c .钟摆的直径比摆线长度短得多。如果是钟摆的运动，那么简单的谐波分析：钟摆由摆线和振球组成，摆线长度不管质量如何，振球只计算质量，摆线不膨胀。选项a、b和c是正确的。但是，将钟摆视为谐波运动是有条件的，仅当钟摆较小(5)时，才能将钟摆的运动视为简单的谐波运动。选项d错误。回答：ABC，2。钟摆的以下说明是正确的()A .单个钟摆从平衡位置向正向最大位移移动时的位移为A(A为振幅)，从正向最大位移到平衡位置的位移为-AB。单个单摆球的斥力等于单摆接受的合力c .单个单摆球的斥力。单摆重力沿圆弧切向的反作用力d。单摆球通过平衡位置时加速度为零。简单谐波运动的位移基于平衡位置，振球必须从正向最大位移偏移a，从平衡位置偏移0。沿圆弧切线方向的合力的力(等于沿圆弧切线