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    高中 物理 粤教版(2019) 选择性必修 第一册 第二章 机械振动 第三节 单摆习题学习课件
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    高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三节 单摆习题课件ppt

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    这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三节 单摆习题课件ppt,共32页。PPT课件主要包含了复习回顾,知识深化,单摆的周期,实验原理等内容,欢迎下载使用。

    1.(1)单摆的回复力就是单摆所受的合外力吗?
    一、单摆及单摆的回复力
    (2)单摆经过平衡位置时,回复力为零,合外力也为零吗?
     回复力不是合外力.单摆的运动可看做变速圆周运动,其重力可分解为沿悬线方向的分力和沿圆弧切线方向的分力,重力沿圆弧切线方向的分力提供使摆球沿圆弧振动的回复力.
    单摆经过平衡位置时,回复力为零,但合外力不为零.
    2.单摆向心力来源:细线拉力和重力沿径向的分力的合力.3.单摆回复力来源:重力沿圆弧切线方向的分力F=mgsin θ提供使摆球振动的回复力.4.回复力的大小:在偏角很小时,摆球的回复力满足F=-kx,此时摆球的运动可看成是简谐运动.注意 (1)单摆经过平衡位置时,回复力为零,但合外力不为零.(2)单摆的回复力为小球受到的重力沿圆弧切线方向的分力,而不是小球受到的合外力.
    (1)单摆的摆长l等于悬线的长度吗?
     不等于.单摆的摆长l等于悬线的长度与摆球的半径之和.
    (2)将一个单摆移送到不同的星球表面时,周期会发生变化吗?
     可能会.单摆的周期与所在地的重力加速度g有关,不同星球表面的重力加速度可能不同.
    2.对周期公式的理解(1)单摆的周期公式在单摆偏角很小时成立.(2)公式中l是摆长,即悬点到摆球球心的距离l=l线+r球.(3)公式中g是单摆所在地的重力加速度,由单摆所在的空间位置决定.(4)周期T只与l和g有关,与摆球质量m及振幅无关,所以单摆的周期也叫固有周期.
    三、实验:用单摆测定重力加速度
    2.实验器材铁架台及铁夹,金属小球(有孔)、秒表、细线(1 m左右)、刻度尺、游标卡尺.
    3.实验步骤(1)让细线穿过小球上的小孔,在细线的穿出端打一个稍大一些的线结,制成一个单摆.(2)将铁夹固定在铁架台上端,铁架台放在实验桌边,把单摆上端固定在铁夹上,使摆球自由下垂.在单摆平衡位置处做上标记.(3)用刻度尺量出悬线长l′(准确到mm),用游标卡尺测出摆球的直径d,则摆长为l=l′+ .(4)把单摆拉开一个角度,角度不大于5°,释放摆球.摆球经过最低位置时,用秒表开始计时,测出单摆完成30次(或50次)全振动的时间,求出一次全振动的时间,即为单摆的振动周期.(5)改变摆长,反复测量几次,将数据填入表格.
    4.数据处理(1)公式法:每改变一次摆长,将相应的l和T代入公式g= 中求出g值,最后求出g的平均值.
    5.注意事项(1)选择细而不易伸长的线,长度一般不应短于1 m;摆球应选用密度较大、直径较小的金属球.(2)摆动时控制摆线偏离竖直方向的角度应很小.(3)摆球摆动时,要使之保持在同一竖直平面内,不要形成圆锥摆.(4)计算单摆的全振动次数时,应从摆球通过最低位置时开始计时,要测n次全振动的时间t.
    【典例1】(对单摆回复力的理解)(多选)一单摆做小角度摆动,其振动图象如图所示,以下说法正确的是 A.t1时刻摆球速度为零,摆球的合外力为零B.t2时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小C.t3时刻摆球速度为零,摆球的回复力最大D.t4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大
    解析 由题图读出t1时刻摆球在正向最大位移处,速度为零,回复力最大,合外力不为零,故A错误;t2时刻位移为零,说明摆球在平衡位置,摆球速度最大,悬线对它的拉力最大,故B错误;t3时刻摆球在负向最大位移处,速度为零,回复力最大,故C正确;t4时刻位移为零,说明摆球在平衡位置,摆球速度最大,悬线对它的拉力最大,故D正确.
    【典例2】(单摆的周期公式)如图所示,摆长为l的单摆放在倾角为θ的光滑固定斜面上,则摆球在斜面所在的平面内做小摆角振动时的周期为
    【典例3】(单摆的周期公式)(多选)图为甲、乙两单摆的振动图象,则 A.若甲、乙两单摆在同一地点摆动,则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙=2∶1B.若甲、乙两单摆在同一地点摆动,则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙=4∶1C.若甲、乙两单摆摆长相同,且在不同的星球上摆动,则甲、乙两单摆所在星 球的重力加速度之比g甲∶g乙=4∶1D.若甲、乙两单摆摆长相同,且在不同的星球上摆动,则甲、乙两单摆所在星 球的重力加速度之比g甲∶g乙=1∶4
    【典例4】(用单摆测定重力加速度)某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中,先测得摆线长为97.50 cm,摆球直径为2.00 cm,然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间,如图所示,则:(1)该摆摆长为______ cm,秒表所示读数为_____ s.
    (2)如果测得的g值偏小,可能的原因是 A.测摆线长时摆线拉得过紧B.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了C.开始计时时,秒表过迟按下D.实验中误将49次全振动记为50次
    (3)为了提高实验精度,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如图所示,并求得该直线的斜率为k,则重力加速度g=____(用k表示).
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