20xx滬科版高中物理選修3-412-13探究擺鐘的物理原理探究單擺振動(dòng)的周期word學(xué)案-資料下載頁(yè)
2024-11-28 16:41本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】探究擺鐘的物理原理探究單擺振動(dòng)的周期。[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位].，知道單擺振。動(dòng)時(shí)回復(fù)力的來(lái)源.，知道同相振動(dòng)與反相振動(dòng)的步調(diào)特點(diǎn).法探究單擺的周期與哪些因素有關(guān).，掌握用單擺測(cè)定重力加速度的原。1．一個(gè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受到的回復(fù)力滿足F＝－kx，則這個(gè)物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．。2．物理學(xué)中對(duì)于多變量的問(wèn)題，常采用控制變量法把多變量的問(wèn)題變成單變量的問(wèn)題．。3．如圖1所示，細(xì)線上端固定，下端系一小球，如果細(xì)線的伸縮可以忽略，細(xì)線的質(zhì)量與。小球相比可以忽略，小球的直徑與細(xì)線的長(zhǎng)度相比也可以忽略，這樣的裝置就可看成單擺．單。擺在擺角很小時(shí)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像遵循正弦函數(shù)規(guī)律．。4．相是描述振動(dòng)步調(diào)的物理量．兩個(gè)單擺振動(dòng)步調(diào)一致，我們稱為同相；兩個(gè)單擺振動(dòng)步。5．單擺振動(dòng)的周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，在振幅較小時(shí)與振幅無(wú)關(guān)，周期公式T＝2πl(wèi)g.大擺角處向心力為零，平衡位置處向心力最大，而回復(fù)力在最大擺角處最大，平衡位置處為
【正文】 ， l＝ ________ m， 重力加速度 g＝ ________ m/s2. 解析 (1)描點(diǎn)作圖如圖所示 (2)由圖可知，當(dāng) T2＝ s2時(shí)， l＝ m，將它代入 g＝ 4π2lT2 得： g＝4π2lT2 ＝4 m/s2≈ m/s2. 答案 (1)見解析圖 (2) 單擺????????? 單擺模型 ????? 與擺線質(zhì)量相比擺球質(zhì)量很小可忽略與擺球直徑相比擺線的長(zhǎng)度很小可忽略擺線形變可忽略單擺的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)??? 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) ?擺角很小時(shí) ?回復(fù)力 ： 由重力沿切線方向的分力提供相????? 同相反相單擺的周期公式 ： T＝ 2π lg用單擺測(cè)定重力加速度 1． 單擺是為研究振動(dòng)而抽象出的理想化模型 ， 其理想化條件是 ( ) A． 擺線質(zhì)量不計(jì) B． 擺線長(zhǎng)度不伸縮 C． 擺球的直徑比擺線長(zhǎng)度短得多 D． 只要是單擺的運(yùn)動(dòng)就是一種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 答案 ABC 解析 單擺由擺線和擺球組成，擺線只計(jì)長(zhǎng)度不計(jì)質(zhì)量，擺球只計(jì)質(zhì)量不計(jì)大小，且擺線不伸縮 ． 但把單擺作為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)來(lái)處理是有條件的，只有在擺角很小 (θ5176。)的情況下才能視單擺運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故正確答案為 A、 B、 C. 2． 單擺振動(dòng)的回復(fù)力是 ( ) A． 擺球所受的重 力 B． 擺球重力在垂直懸線方向上的分力 C． 懸線對(duì)擺球的拉力 D． 擺球所受重力和懸線對(duì)擺球拉力的合力 答案 B 解析 擺球振動(dòng)的回復(fù)力是其重力沿圓弧切線方向的分力，即擺球重力在垂直懸線方向上的分力， B 正確 ． 3． 已知單擺 a完成 10次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi) ， 單擺 b完成 6 次全振動(dòng) ， 兩擺長(zhǎng)之差為 m，則兩單擺長(zhǎng) la 與 lb 分別為 ( ) A． la＝ m， lb＝ m B． la＝ m， lb＝ m C． la＝ m， lb＝ m D． la＝ m， lb＝ m 答案 B 解析 設(shè)兩個(gè) 單擺的周期分別為 Ta和 Tb，由題意 10Ta＝ 6Tb，得 Ta∶ Tb＝ 3∶ 5. 根據(jù)單擺周期公式 T＝ 2π lg，可知 l＝ g4π2T2， 由此得 la∶ lb＝ T2a∶ T2b＝ 9∶ la＝ 925－ 9 m＝ m， lb＝ 2525－ 9 m＝ m. 4． 用單擺測(cè)定重力加速度 ， 根據(jù)的原理是 ( ) A． 由 g＝ 4π2lT2 看出 ， T 一定 時(shí) ， g 與 l 成正比 B． 由 g＝ 4π2lT2 看出 ， l 一定時(shí) ， g 與 T2成反比 C． 由于單擺的振動(dòng)周期 T 和擺長(zhǎng) l 可用實(shí)驗(yàn)測(cè)定 ， 利用 g＝ 4π2lT2 可算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣? D． 同一地區(qū)單擺的周期不變 ， 不同地區(qū)的重力加速度與周期的平方成反比 答案 C 解析 g是由所處的地理位置的情況來(lái)決定的，與 l及 T無(wú)關(guān)，故只有 C正確 ．
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