新课标人教版3-4选修三114单摆4内容摘要:
D. 单摆摆球经过平衡位置时加速度为零 • 解析: 简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点 , 摆球在正向最大位移处时位移为A, 在平衡位置时位移应为零 , 摆球的回复力由合外力沿圆弧切线方向的分力 (等于重力沿圆弧切线方向的分力 )提供 , 合外力在摆线方向的分力是提供向心力 , 摆球经最低点 (振动的平衡位置 )时回复力为零 ,但向心力不为零 , 所以合外力不为零 , (摆球到最高点时 , 向心力为零 , 回复力最大 ,合外力也不为零 ). • 答案: C • 点评: 单摆经过平衡位置时所受合外力不为零,此时回复力为零,但向心力不为零,合外力刚好提供向心力,所以此时摆球的加速度不为零,平衡位置不平衡这与弹簧振子有所不同,弹簧振子经过平衡位置时,所受合外力为零,因此加速度为零. • 如图为一单摆的振动图象 , 则 ( ) • A. t1和 t3时刻摆线的拉力等大 • B. t2和 t3时刻摆球速度相等 • C. t3时刻摆球速度正在减小 • D. t4时刻回复力正在减小 • 答案: A • 解析: t1和 t3时刻 , 摆球在同一位置 , 摆线拉力等大 , A正确 . t2时刻摆球速度为零 ,t3时刻正向平衡位置移动 , 速度正在增大 ,B错 , C错 . t4时刻摆球正向最大位移处运动 , 回复力正在增大 , D错 . • 如图所示,三根细线在 O点处打结, A,B端固定在同一水平面上相距为 l的两点上,使 AOB成直角三角形, ∠ BAO= 30176。 ,已知 OC线长是 l,下端 C点系着一个小球,下列说法正确的是 (以下皆指小角度摆动 ) ( ) A .让小球在纸面内振动,周期 T = 2πlg B .让小球在垂直纸面内振动,周期 T = 2π3 l2 g C .让小球在纸面内振动,周期 T = 2π3 l2 g D .让小球在垂直纸面内振动,周期 T = 2πlg 解析: 让小球在纸面内振动,在偏角很小时,单摆做简谐运动,摆长为 l,周期 T = 2πlg;让小球在垂直纸面内振动,在偏角很小时,单摆做简谐运动,摆长为34l+ l ,周期T ′ = 2π34+ 1 lg. 答案: A • 点评: 本题易误选 在哪个面内摆动悬点都是 O. • 如图所示,摆长为 l的单摆安置在倾角为 α的光滑斜面上,设重力加速度为 g,这个单摆的振动周期 T等于多少。 答案: 2πlg sin α 解析: 此单摆的回复力为 mg si n α ,是摆球的重力沿圆弧切线方向上的分力,故此时单摆振动的等效加速度为 g。新课标人教版3-4选修三114单摆4
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(有相当多的学生没见过带摆 的表,如果学习单摆一节时让学生看过实物或视频了,此时直接提出问题即可,否则要演示实物或视频。 ) 生:普遍认为受阻力,但振幅又保持不变。 师:是什么原因导致它的振幅不减小呢。 生:讨论后或经老师提醒后得出摆不断得到能量补充。 (老师可以当场给钟上弦,给出增加弹性势能的 视觉感受。 ) 师:象钟摆这样虽有能量损耗,但能量又不断得到补充,使振动能够持续下去的振动叫受迫振动
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物理量 A L m T A L m ( < 10176。 ) 变化 不变 不变 不变 变化 不变 不变 变化 不变 不变 变化 不变 四.单摆做简谐运动振动的周期 1.与 振幅 的关系: 无关 2.与摆球 质量 的关系: 无关 3.与 摆长 的关系: 摆长越长,周期越大. (等时性 伽利略) x ( < 100) 荷兰物理学家惠更斯 单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比
2.与摆球 质量 的关系: 无关 3.与 摆长 的关系: 摆长越长,周期越大. (等时性 伽利略) x ( < 50 ) 荷兰物理学家惠更斯 单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比,跟重力加速度的平方根成反比,跟振幅、摆球的质量无关。 gl2 πT ( 16291695) 单摆的应用: 1.利用它的等时性计时 2.测定重力加速度 惠更斯在