第三節(jié)

單擺粵教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊(cè)第二章機(jī)械振動(dòng)@HY1、生活中的擺動(dòng)現(xiàn)象單擺模型模型建立模型特征單擺周期單擺應(yīng)用一、單擺（理想化模型）

擺線：不可伸縮、質(zhì)量不計(jì)

擺球：可視為質(zhì)點(diǎn)、擺動(dòng)過程忽略空氣阻力的影響【說明】若單擺的擺角＿＿＿，單擺的擺動(dòng)可近似看成簡諧運(yùn)動(dòng)。小于5°單擺模型模型建立模型特征單擺周期單擺應(yīng)用1.單擺的受力特點(diǎn)（1）擺球的受力：懸線的拉力和小球的重力；（2）向心力的來源：懸線的拉力和擺球重力沿徑向方向的分力的合力；（3）回復(fù)力的來源：擺球重力沿圓弧方向的分力FmgF’TL重力mg沿圓弧切線方向的分力F為單擺擺球的回復(fù)力回復(fù)力大?。篎=mgsinθ單擺振動(dòng)的周期跟哪些因素有關(guān)？單擺模型模型建立模型特征單擺周期單擺應(yīng)用思考：單擺振動(dòng)的周期與哪些因素有關(guān)呢？1、簡諧運(yùn)動(dòng)振幅2、小球質(zhì)量3、擺長4、重力加速度證明方法：控制變量法單擺模型模型建立模型特征單擺周期單擺應(yīng)用單擺模型模型建立模型特征單擺周期實(shí)驗(yàn)1：擺球質(zhì)量相同，擺長L相同，觀察周期T與振幅的關(guān)系結(jié)論：單擺的振動(dòng)周期與其振幅無關(guān)(等時(shí)性)。實(shí)驗(yàn)2：擺長L相同，振幅相同，觀察周期T與擺球質(zhì)量的關(guān)系結(jié)論：單擺的振動(dòng)周期與擺球質(zhì)量無關(guān)。實(shí)驗(yàn)3：擺球質(zhì)量相同，振幅相同，觀察周期T與擺長L的關(guān)系結(jié)論：單擺的振動(dòng)周期與其擺長有關(guān)。單擺應(yīng)用單擺模型模型建立模型特征單擺周期實(shí)驗(yàn)4：擺球質(zhì)量相同，振幅相同，擺長L相同，在地球和月球?qū)嶒?yàn)結(jié)論：單擺的振動(dòng)周期與重力加速度有關(guān)。單擺應(yīng)用單擺模型模型建立模型特征單擺周期可見，在同一個(gè)地方，單擺周期T與擺球質(zhì)量和振幅無關(guān)，僅與擺長l有關(guān)系，且擺長越長，周期越大。荷蘭物理學(xué)家惠更斯（1629-1695）通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步得到：單擺的周期公式：單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、擺球的質(zhì)量無關(guān)單擺應(yīng)用單擺模型模型建立模型特征單擺周期單擺應(yīng)用單擺周期的實(shí)際應(yīng)用利用周期公式求未知量

①已知T、L，可求當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/p>

②已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，可求擺長L，課堂練習(xí)×××√√課堂練習(xí)2、如圖所示，O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉到A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、C之間來回?cái)[動(dòng)，B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，則在擺動(dòng)過程中(

)A．?dāng)[球受到重力、拉力、向心力、回復(fù)力四個(gè)力的作用B．?dāng)[球在A點(diǎn)和C點(diǎn)處，速度為零，合力與回復(fù)力也為零C．?dāng)[球在B點(diǎn)處，速度最大，細(xì)線拉力也最大D．?dāng)[球在B點(diǎn)處，速度最大，回復(fù)力也最大C課堂練習(xí)3．(多選)一單擺做小角度擺動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖所示，以下說法正確的是(

)A．t1時(shí)刻擺球速度為零，擺球所受的合力為零B．t2時(shí)刻擺球速度最大，懸線對(duì)它的拉力最小C．t3時(shí)刻擺球速度為零，擺球的回復(fù)力最大D．t4時(shí)刻擺球速度最大，懸線對(duì)它的拉力最大CDD課堂練習(xí)5、如圖甲所示，一個(gè)單擺做小角度擺動(dòng)，從某次擺球由左向右通過平衡位置