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-展示頁(yè)
2024-11-29 00:52本頁(yè)面
【正文】 總是相反的，也可以說(shuō)是步 調(diào)相反，即同時(shí)沿相反方向經(jīng)過(guò)平衡位置，并 同時(shí)達(dá)到兩側(cè)最大位移處 . 要點(diǎn)提煉 (或相位 、 位相 、 周相 )：描述振動(dòng) 的物理量 . (1)兩個(gè)單擺振動(dòng)步調(diào)一致 ， 稱(chēng)為 ； (2)兩個(gè)單擺振動(dòng)步調(diào)不一致 ， 就說(shuō)它們存在著 ； (3)兩個(gè)單擺振動(dòng)步調(diào)正好相反 ， 叫做 . ：指兩個(gè)相位之差 . 在實(shí)際中經(jīng)常用到的是兩個(gè)具有相同頻率的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差 ， 反映出兩簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的步調(diào)差異 . 步調(diào) 同相 相差 反相 例 2 如圖 4所示是在同一個(gè)坐標(biāo)系里畫(huà)出的三個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)圖像 ， 下列說(shuō)法正確的是 ( ) 圖 4 、 b、 c三個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的頻率相同 、 b兩個(gè)系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)存在著相差 、 b兩個(gè)系統(tǒng)振動(dòng)同相 、 c兩個(gè)系統(tǒng)振動(dòng)反相 解析 由題圖可知 ， 三個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的周期相同 ， 故頻率相同 ， A正確； a、 b兩個(gè)系統(tǒng)振動(dòng)的振幅不同 ， 但總是同時(shí)來(lái)到正向(或負(fù)向 )的最大位移處 ， 同時(shí)同方向經(jīng)過(guò)平衡位置 ， 故a、 b同相 ， B錯(cuò)誤 ， C正確； a、 c兩個(gè)系統(tǒng)總是同時(shí)來(lái)到反向的最大位移處 ， 同時(shí)以相反方向經(jīng)過(guò)平衡位置 ， 故 a、 c反相 ， D正確 . 答案 ACD 返回 問(wèn)題設(shè)計(jì) 三、探究單擺振動(dòng)的周期 5所示 ， 兩個(gè)單擺同時(shí)釋放 ， 我 們可以觀察到振動(dòng)的周期不同 .影響周 期的因素可能有單擺的質(zhì)量 、 振幅 、 擺長(zhǎng) ， 這么多因素我們應(yīng)采用什么方 法研究 ？ 圖 5 答案 控制變量法 .具體做法為： (1)只讓兩擺的質(zhì)量不同 .(2)只讓兩擺的振幅不同 (都在小擺角下 ).(3)只讓兩擺的擺長(zhǎng)不同 . 比較以上三種情況下兩擺的周期 ， 可以得到周期與質(zhì)量 、 振幅 、 擺長(zhǎng)之間的定性關(guān)系 . ？ 得出影響周期的因素是什么 ？ 答案 首先 ， 研究周期和質(zhì)量有沒(méi)有關(guān)系 ， 就應(yīng)控制其他條件不變 . 做法：用兩個(gè)擺長(zhǎng)相同 ， 擺球質(zhì)量不同的單擺 .將它們拉到同一個(gè)高度 (注意擺角要小 )釋放 ， 觀察兩擺的運(yùn)動(dòng) . 現(xiàn)象：兩擺球擺動(dòng)總是同步的 ， 說(shuō)明兩擺球周期相同 ， 即周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān) . 其次 ， 研究單擺的周期和振幅的關(guān)系 . 做法：用一個(gè)單擺 ， 分兩次從不同高度釋放 (振幅不同 )，用秒表測(cè)量單擺振動(dòng) 30次所用時(shí)間并比較兩次所用時(shí)間 . 結(jié)論：兩次所用時(shí)間近似相等 ， 故周期與振幅無(wú)關(guān) . 再次 ， 研究單擺的周期和擺長(zhǎng)的關(guān)系 . 做法：取兩個(gè)擺長(zhǎng)不同 ， 質(zhì)量相同的兩個(gè)擺球從同一高度同時(shí)釋放 ， 觀察兩擺的運(yùn)動(dòng) . 現(xiàn)象：兩擺振動(dòng)不同步 ， 擺長(zhǎng)大的振動(dòng)慢 ， 說(shuō)明單擺的周期與擺長(zhǎng)有關(guān) . 由此可知單擺的周期與擺球質(zhì)量 、 振幅無(wú)關(guān) ， 與擺長(zhǎng)有關(guān) . 要點(diǎn)提煉 T＝ . l (1)實(shí)際的單擺的擺球不可能是質(zhì)點(diǎn) ， 所以擺長(zhǎng)應(yīng)是從 到擺球 的長(zhǎng)度：即 l＝ l′ ＋ ， l′ 為擺線(xiàn)長(zhǎng) ，
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