新课标人教版3-4选修三114单摆6内容摘要:
__m/s2 2 3 表一: 表二: 次数 摆长L(m) 偏角θ 摆球质量m 全振动 次数 n 振动 n次所用时间 t(s) 周期 T (s) 1 2 3 研究单摆的周期 (备选 ) 结论: (1)选择材料时应选择细轻又不易伸长的线 , 长度一般在1m左右 , 小球应选用密度较大的金属球 , 直径应较小 ,最好不超过 2 cm; (2)单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上 , 应夹紧在铁夹中 , 以免摆动时发生摆线下滑或悬点不固定 , 摆长改变的现象; (3)注意摆动时摆角不易过大 , 不能超过 10186。 , 以保证单摆做简谐运动; (4)摆球摆动时 , 要使之保持在同一个竖直平面内 , 不要形成圆锥摆; 【 注意事项 】 (5)测量应在摆球通过平衡位置时开始计时 , 因为在此位置摆球速度最大 , 易于分辩小球过此位置的时刻;画出单摆的平衡位置 , 作为记时的参照点 .必须是摆球同方向经过平衡位置记一次数 . (6)测量单摆的振长时应使摆球处于自然下垂状态 , 用米尺测量出摆线的长度 , 再用游标卡尺测出摆球的直径 ,然后算出摆长 , 要准确到毫米位 . ① 本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求 .即:悬点是否固定 , 是单摆还是复摆 , 球 、 线是否符合要求 , 振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动 , 以及测量哪段长度作为摆长等等。 只要注意了上面这些方面 , 就可以使系统误差减小到远小于偶然误差。新课标人教版3-4选修三114单摆6
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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
受迫振动的振幅增大,这种现象叫做共振。 利用共振时,应使驱动力的频率接近或等于 振动系统的固有频率; 防止共振时,应使驱动力的频率与系统的固有频率不同,而且相差越大越好. 阻尼振动:振幅越来越小的振动 课堂训练 1. 如图所示,是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。 在同一铁支架 NM上焊有固有频率依次为 80Hz、 60Hz、 40Hz、 20Hz的四个钢片 a、 b、c、 d。 将
波 纵波: 质点的振动方向与波的传播方向 在同一直线上 小结 波是自然界一种常见的运动,产生机械波的 条件是波源和介质 机械波和机械振动是有区别的 机械振动在介质中的传播形成机械波;有机 械波一定有机械振动,有机械振动不一定有 机械波 机械波形成时,介质中的质点只在各自的平 衡位置附近振动,循规蹈矩而不随波逐流 机械波分为横波和纵波,横波和纵波可以同 时存在,例如地震波既有横波又有纵波 课堂讨论
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 ,
关呢。 实验方法:控制变量法 摆球质量相同,振幅相同,观察周期 T与摆长 L的关系。 摆球质量相同,摆长 L相同,观察周期 T与振幅的关系。 摆长 L相同,振幅相同,观察周期 T与摆球质量的关系。 猜测影响单摆周期的可能因素:振动幅度、摆球质量、摆线长度 实验注意事项:(阅读教材第 15页) 实验步骤: 正确组装、合理摆放 测量摆线长度 在平衡位置摆放标记物 测量不小于 30次全振动的时间
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