单摆受迫振动和共振

1、章节：单摆 受迫振动和共振【学习目标】掌握单摆的周期公式 理解共振的条件【教学重点】单摆的周期公式的理解和应用【教学难点】共振的理解【自主学习】一、单摆1、回复力 2、做简谐运动的条件 3、周期探究单摆的周期与哪些因素有关实验（1）器材选择 （2）注意事项 （3）数据分析周期公式 用单摆测定重力加速度实验（1）原理 （2）数据处理二、受迫振动和共振1、受迫振动物体在 作用下的振动叫受迫振动.物体做受迫振动的频率 驱动力频率，而跟物体的固有频率 关系.2、共振现象当驱动力频率跟物体固有频率相等的时候，受迫振动的 最大，这种现象叫共振.共振曲线：由曲线可以看出，当时振幅最大.共振的防止和应用：a.

2、当利用共振时上固有频率接近或等于驱动力的频率；b.当防止共振现象时让固有频率远离驱动力的频率.【典型例题】【例题1】有A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f，如果它们都在频率为3f的策动力作用下做受迫振动，那么下面的结论错误的是（ ）A.振子A的振幅较大，振动频率为fB.振子A的振幅较大，振动频率为3fC.振子B的振幅较大，振动频率为3fD.振子B的振幅较大，振动频率为4f【例题2】惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟，摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤的势能提供，运行的速率由钟摆控制。旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，如图所示。下述说法中正确的是（

3、 ）A.当摆钟不准确时需要调整圆盘位置B.摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移C.由冬季变为夏季时应使圆盘沿杆上移D.把摆钟从武汉移到北京应使圆盘沿摆杆上移【例题3】如图所示，轻直杆OC的中点悬挂一个弹簧振子，其固有频率为2Hz。杆的O端有固定光滑轴。C端下边由凸轮支持，凸轮绕其轴转动，转速为n。当n从0逐渐增大到5r/s过程中，振子M的振幅变化情况将是 ，当n= r/s时振幅最大。若转速稳定在5r/s，M的振动周期是 。【例题4】“在探究单摆的周期与摆长的关系”的实验中，下述说法正确的是（ ）A如果有两个大小相同的铁球和木球（都有小孔）可供选择，则选用铁球作为摆球较好B单摆的偏角不要超过10°

4、;C为了便于改变摆线的长度，可将摆线的一端绕在铁架上端的圆杆上以代替铁夹D测量摆长时，应用力拉紧摆线【巩固练习】1在下列情况下，哪些情况会使单摆周期变大？（ ）A将摆动的振幅增加B将摆从平地移到高山上C将摆从南京移至北京D用一装沙的轻漏斗做成单摆，在摆动过程中沙从漏斗慢慢漏出一半的过程中2一单摆做小角度简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知（ ）A单摆振动的频率为4HzB单摆的摆幅约为4cmCt=3s时，悬线拉力为零Dt=4s时，悬线拉力最小3同一地点，单摆甲的周期是单摆乙的周期的4倍，下列说法中正确的是（ ）A.甲的频率是乙的4倍B.甲的摆长是乙的16倍C.甲的振幅是乙的4倍

5、D.甲振动的能量是乙的4倍4“在探究单摆的周期与摆长的关系”的实验中,下面各种对实验误差的影响的说法中正确的是A.在摆长和时间的测量中,时间的测量对实验误差影响较大（ ）B.在摆长和时间的测量中,长度的测量对实验误差影响较大C.将振动次数n记为n+1,测算出的g值比当地的公认值偏大D.将摆线长当做摆长,测算出的g值比当地的公认值偏大5在利用单摆测定重力加速度的实验中，若测得的g值偏大，可能的原因是（ ）A摆球质量过大B测摆线长时摆线拉得过紧C单摆振动时振幅较小D摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了E测量摆长时，只考虑了线长，忽略了小球的半径F开始计时时，秒表过迟按下G测量周期时

6、，把n个全振动误认为（n1）个全振动，使周期偏大6某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s.则：（1）他测得的重力加速度g= m/s2+.（2）为了提高实验精确度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率K.则重力加速度g= 42/K .（用K表示）7一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子一驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图甲所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图乙所示。若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳