第1課時(shí) 機(jī)械振動(dòng)和振動(dòng)圖像[知識發(fā)現(xiàn)]

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1、選修選修3 34 4統(tǒng)計(jì)考情統(tǒng)計(jì)考情有的放矢有的放矢 明考情明考情考點(diǎn)內(nèi)容考點(diǎn)內(nèi)容全國新課標(biāo)卷命題實(shí)況全國新課標(biāo)卷命題實(shí)況課課時(shí)時(shí)考點(diǎn)名稱考點(diǎn)名稱201120112012201220132013201420142015201520162016卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷機(jī)機(jī)械械振振動(dòng)動(dòng)和和振振動(dòng)動(dòng)圖圖像像簡諧運(yùn)動(dòng)的基本簡諧運(yùn)動(dòng)的基本特征及其應(yīng)用特征及其應(yīng)用T34T34(1)(1)T34T34(1)(1)簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像問題問題T34T34(1)(1)T34T34(1)(1)T34T34(1)(1)探究單擺的運(yùn)動(dòng)、探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測定重力用單擺測定重力加速度加速度機(jī)機(jī)械

2、械波波和和波波的的圖圖像像機(jī)械波的形機(jī)械波的形成與傳播成與傳播T34T34(1)(1)T34T34(1)(1)T34T34(2)(2)T34T34(1)(1)T34T34(2)(2)T34T34(1)(1)波動(dòng)圖像的波動(dòng)圖像的理解及其與理解及其與振動(dòng)圖像的振動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用T34T34(1)(1)T34T34(1)(1)T34T34(1)(1)T34T34(2)(2)波的多解波的多解問題問題T34T34(2)(2)波的干涉、波的干涉、衍射和多普衍射和多普勒效應(yīng)勒效應(yīng)光光的的折折射射全全反反射射折射定律的折射定律的理解與應(yīng)用理解與應(yīng)用T34T34(2)(2)T34T34(2)(2)T34

3、T34(2)(2)T34T34(1)(1)T34T34(2)(2)T34T34(2)(2)全反射的理全反射的理解與應(yīng)用解與應(yīng)用T34T34(2)(2)T34T34(2)(2)T34T34(2)(2)T34T34(2)(2)T34T34(2)(2)測定玻璃的測定玻璃的折射率折射率電電磁磁波波相相對對論論光光的的波波動(dòng)動(dòng)性性光的干涉、光的干涉、衍射及偏振衍射及偏振T34T34(1)(1)電磁波與相電磁波與相對論對論T34T34(1)(1)用雙縫干涉用雙縫干涉測光的波長測光的波長T34T34(1)(1)高頻考點(diǎn)解讀高頻考點(diǎn)解讀1.1.機(jī)械波的形成與傳播機(jī)械波的形成與傳播: :本考點(diǎn)在全國新課標(biāo)卷命題

4、中本考點(diǎn)在全國新課標(biāo)卷命題中, ,幾乎年年必考幾乎年年必考, ,有時(shí)是有時(shí)是選擇題選擇題; ;有時(shí)是計(jì)算題有時(shí)是計(jì)算題; ;有時(shí)本考點(diǎn)單獨(dú)考查有時(shí)本考點(diǎn)單獨(dú)考查; ;有時(shí)和振有時(shí)和振動(dòng)圖像、振動(dòng)規(guī)律綜合考查動(dòng)圖像、振動(dòng)規(guī)律綜合考查; ;解題時(shí)靈活運(yùn)用波長、波解題時(shí)靈活運(yùn)用波長、波速與頻率的關(guān)系及波的傳播規(guī)律速與頻率的關(guān)系及波的傳播規(guī)律. .2.2.全反射的理解與應(yīng)用全反射的理解與應(yīng)用: :本考點(diǎn)在全國新課標(biāo)卷命題中本考點(diǎn)在全國新課標(biāo)卷命題中, ,幾乎每年必考幾乎每年必考, ,多數(shù)以多數(shù)以計(jì)算題的形式出現(xiàn)計(jì)算題的形式出現(xiàn). .該題型重點(diǎn)是畫出光的折射、全反該題型重點(diǎn)是畫出光的折射、全反射路徑射路

5、徑, ,結(jié)合幾何知識、折射率公式、全反射公式靈活結(jié)合幾何知識、折射率公式、全反射公式靈活解決問題解決問題. .第第1 1課時(shí)機(jī)械振動(dòng)和振動(dòng)圖像課時(shí)機(jī)械振動(dòng)和振動(dòng)圖像回扣教材回扣教材考點(diǎn)掃描考點(diǎn)掃描回扣教材回扣教材梳理知識梳理知識 夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ)知識整合知識整合一、簡諧運(yùn)動(dòng)一、簡諧運(yùn)動(dòng)1.1.簡諧運(yùn)動(dòng)的概念簡諧運(yùn)動(dòng)的概念: :質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從 的規(guī)律的規(guī)律, ,即它的振動(dòng)圖像即它的振動(dòng)圖像(x(x- -t t圖像圖像) )是一條是一條 . .2.2.平衡位置平衡位置: :物體在振動(dòng)過程中物體在振動(dòng)過程中 為零的位置為零的位置. .3.3.回復(fù)力回復(fù)力(1)(1)

6、定義定義: :使物體返回到使物體返回到 的力的力. .(2)(2)方向方向: :總是指向總是指向 . .(3)(3)來源來源: :屬于屬于 力力, ,可以是某一個(gè)力可以是某一個(gè)力, ,也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力力的分力. .正弦函數(shù)正弦函數(shù)正弦曲線正弦曲線回復(fù)力回復(fù)力平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置效果效果4.4.描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量物理量物理量定義定義意義意義位移位移由由 指向振動(dòng)物體指向振動(dòng)物體 的有向線段的有向線段描述物體振動(dòng)中某時(shí)刻的描述物體振動(dòng)中某時(shí)刻的位置相對于位置相對于 的的位移位移振幅振幅振動(dòng)物體離開平衡位置的振動(dòng)物體離開平

7、衡位置的 .描述振動(dòng)的描述振動(dòng)的 和能量和能量周期周期振動(dòng)物體完成一次振動(dòng)物體完成一次 . .所需的時(shí)間所需的時(shí)間描述振動(dòng)的快慢描述振動(dòng)的快慢, ,兩者互為兩者互為倒數(shù)倒數(shù):T= :T= 頻率頻率振動(dòng)物體振動(dòng)物體 內(nèi)完內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)成全振動(dòng)的次數(shù)相位相位 t+ t+ 描述周期性運(yùn)動(dòng)在各個(gè)時(shí)描述周期性運(yùn)動(dòng)在各個(gè)時(shí)刻所處的不同狀態(tài)刻所處的不同狀態(tài)1f平衡位置平衡位置所在位置所在位置平衡位置平衡位置最大距離最大距離強(qiáng)弱強(qiáng)弱全振動(dòng)全振動(dòng)單位時(shí)間單位時(shí)間二、簡諧運(yùn)動(dòng)公式和圖像二、簡諧運(yùn)動(dòng)公式和圖像1.1.表達(dá)式表達(dá)式(1)(1)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式動(dòng)力學(xué)表達(dá)式:F= :F= , ,其中其中“- -”表示回復(fù)

8、力與位移的方向相反表示回復(fù)力與位移的方向相反. .2.2.圖像圖像(1)(1)從從 開始計(jì)時(shí)開始計(jì)時(shí), ,函數(shù)表達(dá)式為函數(shù)表達(dá)式為x=Asin t,x=Asin t,圖像如圖圖像如圖( (甲甲) )所示所示. .(2)(2)從從 開始計(jì)時(shí)開始計(jì)時(shí), ,函數(shù)表達(dá)式為函數(shù)表達(dá)式為x=Acos t,x=Acos t,圖像如圖圖像如圖( (乙乙) )所示所示. .-kx-kxAsin(Asin(t+t+) ) 初相初相 平衡位置平衡位置最大位移處最大位移處三、單擺及其周期公式三、單擺及其周期公式簡諧運(yùn)動(dòng)的兩種模型簡諧運(yùn)動(dòng)的兩種模型阻力阻力 很小很小 彈力彈力 重力重力 原長原長 最低最低 振幅振幅 1

9、2g機(jī)械能機(jī)械能 機(jī)械能機(jī)械能 四、受迫振動(dòng)和共振四、受迫振動(dòng)和共振1.1.自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振 振動(dòng)類型振動(dòng)類型比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目 自由振動(dòng)自由振動(dòng)受迫振動(dòng)受迫振動(dòng)共振共振受力情況受力情況 僅受僅受 周期性周期性 作用作用周期性周期性 作用作用振動(dòng)周期振動(dòng)周期或頻率或頻率由系統(tǒng)本身性由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定質(zhì)決定, ,即固即固有有 或固或固有有 . .由驅(qū)動(dòng)力的周期或頻由驅(qū)動(dòng)力的周期或頻率決定率決定, ,由由T=T= 或或f=f= . .T T驅(qū)驅(qū)= = 或或f f驅(qū)驅(qū)= = . .振動(dòng)能量振動(dòng)能量振動(dòng)物體的機(jī)振動(dòng)物體的機(jī)械能械能 . .由產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的物體由產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的物

10、體提供提供振動(dòng)物體獲得的能振動(dòng)物體獲得的能量量 . .2.2.受迫振動(dòng)中系統(tǒng)能量的變化受迫振動(dòng)中系統(tǒng)能量的變化: :受迫振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能受迫振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能 , ,系統(tǒng)與系統(tǒng)與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換. .回復(fù)力回復(fù)力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力周期周期頻率頻率T T驅(qū)驅(qū)f f驅(qū)驅(qū)T T0 0f f0 0不變不變最大最大不守恒不守恒問題思考問題思考1.1.某個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的位移某個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖像如圖所示時(shí)間圖像如圖所示. .( (教師備用教師備用) ) 選修選修3-4P3-4P5 5圖圖11.1-911.1-9(1)(1)在在0 04 s4 s時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,質(zhì)點(diǎn)相對

11、平衡位置的位移方向在哪些時(shí)間內(nèi)跟瞬時(shí)質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移方向在哪些時(shí)間內(nèi)跟瞬時(shí)速度的方向相反速度的方向相反? ?解析解析: :(1)(1)由位移由位移時(shí)間圖像可知在時(shí)間圖像可知在0 02 s2 s內(nèi)位移的方向?yàn)檎较騼?nèi)位移的方向?yàn)檎较? ,在在2 24 s4 s內(nèi)位移的方向?yàn)樨?fù)方向內(nèi)位移的方向?yàn)樨?fù)方向; ;位移位移時(shí)間圖像的切線的斜率表示速度時(shí)間圖像的切線的斜率表示速度, ,所以在所以在0 01 s1 s內(nèi)和內(nèi)和3 34 s4 s內(nèi)速度方向?yàn)檎较騼?nèi)速度方向?yàn)檎较? ,在在1 13 s3 s內(nèi)速度方向?yàn)閮?nèi)速度方向?yàn)樨?fù)方向負(fù)方向; ;由以上分析可知在由以上分析可知在1 12 s2 s內(nèi)和內(nèi)

12、和3 34 s4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位內(nèi)質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移方向跟瞬時(shí)速度的方向相反移方向跟瞬時(shí)速度的方向相反. .答案答案: :(1)1(1)12 s2 s內(nèi)和內(nèi)和3 34 s4 s內(nèi)內(nèi)(2)(2)質(zhì)點(diǎn)在第質(zhì)點(diǎn)在第2 s2 s末的位移是多少末的位移是多少? ?質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)的路程是多少質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)的路程是多少? ?(3)(3)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期T T是多少是多少? ?頻率是多少頻率是多少? ?振幅是多少振幅是多少? ?解析解析: : (2)(2)質(zhì)點(diǎn)在第質(zhì)點(diǎn)在第2 s2 s末的位移是末的位移是0,0,質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)的路程質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)的路程s=

13、s= 4 410 cm=40 cm=0.4 m.10 cm=40 cm=0.4 m.答案答案: : (2)0(2)00.4 m0.4 m(3)4 s(3)4 s0.25 Hz0.25 Hz0.1 m0.1 m2.2.某物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示某物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示, ,在在0 00.9 s0.9 s內(nèi)回答下列問題內(nèi)回答下列問題. .選修選修3-4P3-4P1313圖圖11.3-611.3-6(1)(1)哪些時(shí)刻物體的位移與哪些時(shí)刻物體的位移與0.4 s0.4 s時(shí)刻的位移相同時(shí)刻的位移相同? ?哪些時(shí)刻物體的回復(fù)力與哪些時(shí)刻物體的回復(fù)力與0.4 s0.4 s時(shí)刻的回復(fù)力相同時(shí)刻的回

14、復(fù)力相同? ?(2)(2)哪些時(shí)間的位移在減小哪些時(shí)間的位移在減小? ?哪些時(shí)間的回復(fù)力在減小哪些時(shí)間的回復(fù)力在減小? ?哪些時(shí)間的加速度在減小哪些時(shí)間的加速度在減小? ?(3)(3)哪些時(shí)刻物體的速度與哪些時(shí)刻物體的速度與0.4 s0.4 s時(shí)刻的速度相同時(shí)刻的速度相同? ?哪些時(shí)刻的動(dòng)能與哪些時(shí)刻的動(dòng)能與0.4 s0.4 s時(shí)刻的時(shí)刻的動(dòng)能相同動(dòng)能相同? ?(4)(4)哪些時(shí)間的勢能在增加哪些時(shí)間的勢能在增加? ?哪些時(shí)間動(dòng)能在減小哪些時(shí)間動(dòng)能在減小? ?解析解析: :(1)0.4 s(1)0.4 s時(shí)刻的位移為正方向時(shí)刻的位移為正方向, ,由對稱性可知由對稱性可知,0.6 s,0.6 s

15、時(shí)刻的位移與時(shí)刻的位移與0.4 s0.4 s時(shí)刻的位移相同時(shí)刻的位移相同.0.4 s.0.4 s時(shí)刻的回復(fù)力是負(fù)值時(shí)刻的回復(fù)力是負(fù)值, ,由由F=-kxF=-kx及對稱性可及對稱性可知知,0.6 s,0.6 s時(shí)刻的回復(fù)力與時(shí)刻的回復(fù)力與0.4 s0.4 s時(shí)刻的回復(fù)力相同時(shí)刻的回復(fù)力相同. .(2)(2)物體靠近平衡位置的過程中物體靠近平衡位置的過程中, ,位移是減小的位移是減小的, ,回復(fù)力是減小的回復(fù)力是減小的, ,加速度加速度也是減小的也是減小的, ,這樣的時(shí)間有這樣的時(shí)間有0.10.10.3 s0.3 s及及0.50.50.7 s.0.7 s.(3)0.4 s(3)0.4 s時(shí)刻的速

16、度為正方向時(shí)刻的速度為正方向, ,由對稱性可知由對稱性可知,0.2 s,0.2 s時(shí)刻的速度與時(shí)刻的速度與0.4 s0.4 s時(shí)刻的速度相同時(shí)刻的速度相同. .動(dòng)能是標(biāo)量動(dòng)能是標(biāo)量, ,沒有方向沒有方向, ,由對稱性可知由對稱性可知,0,0.2 s,0.6 s,0,0.2 s,0.6 s及及0.8 s0.8 s時(shí)刻的動(dòng)能與時(shí)刻的動(dòng)能與0.4 s0.4 s時(shí)刻的動(dòng)能相同時(shí)刻的動(dòng)能相同. .(4)(4)物體遠(yuǎn)離平衡位置的過程中物體遠(yuǎn)離平衡位置的過程中, ,勢能是增加的勢能是增加的, ,動(dòng)能是減小的動(dòng)能是減小的, ,這樣的時(shí)這樣的時(shí)間有間有0 00.1 s,0.30.1 s,0.30.5 s0.5

17、s及及0.70.70.9 s.0.9 s.答案答案: :見解析見解析3.3.兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖像如圖所示兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖像如圖所示. .選修選修3-4P3-4P1818圖圖11.4-811.4-8 (1)(1)甲、乙兩個(gè)單擺的周期之比甲、乙兩個(gè)單擺的周期之比T TA ATTB B是多少是多少? ?甲、乙兩個(gè)單擺的擺長甲、乙兩個(gè)單擺的擺長之比之比l lA AllB B是多少是多少? ?(2)(2)以向右的方向作為擺球偏離平衡位置的位移的正方向以向右的方向作為擺球偏離平衡位置的位移的正方向. .從從t=0t=0起起, ,乙乙第一次到達(dá)右方最大位移是哪個(gè)時(shí)刻第一次到達(dá)右方最大位移是哪個(gè)時(shí)刻? ?此時(shí)甲

18、振動(dòng)到了什么位置此時(shí)甲振動(dòng)到了什么位置? ?向什向什么方向運(yùn)動(dòng)么方向運(yùn)動(dòng)? ?(2)(2)從從t=0t=0起起, ,乙第一次到達(dá)正的最大位移為乙第一次到達(dá)正的最大位移為t=2 st=2 s時(shí)刻時(shí)刻, ,此時(shí)此時(shí), ,甲振動(dòng)到甲振動(dòng)到了平衡位置了平衡位置, ,正向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)正向負(fù)方向運(yùn)動(dòng), ,即向左運(yùn)動(dòng)即向左運(yùn)動(dòng). .答案答案: :(1)12(1)121414(2)t=2 s(2)t=2 s時(shí)刻平衡位置向左運(yùn)動(dòng)時(shí)刻平衡位置向左運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)掃描考點(diǎn)掃描重點(diǎn)透析重點(diǎn)透析 通熱點(diǎn)通熱點(diǎn)考點(diǎn)一簡諧運(yùn)動(dòng)的基本特征及其應(yīng)用考點(diǎn)一簡諧運(yùn)動(dòng)的基本特征及其應(yīng)用要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析1.1.動(dòng)力學(xué)特征動(dòng)力學(xué)特征F=-kx,F

19、=-kx,“- -”表示回復(fù)力的方向與位移方向相反表示回復(fù)力的方向與位移方向相反,k,k是比例系數(shù)是比例系數(shù), ,不一定是不一定是彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù). .2.2.運(yùn)動(dòng)學(xué)特征運(yùn)動(dòng)學(xué)特征簡諧運(yùn)動(dòng)的加速度與物體偏離平衡位置的位移成正比而方向相反簡諧運(yùn)動(dòng)的加速度與物體偏離平衡位置的位移成正比而方向相反, ,為變?yōu)樽兗铀龠\(yùn)動(dòng)加速運(yùn)動(dòng), ,遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)遠(yuǎn)離平衡位置時(shí),x,F,a,E,x,F,a,Ep p均增大均增大,v,E,v,Ek k均減小均減小, ,靠近平衡位置靠近平衡位置時(shí)則相反時(shí)則相反. .3.3.運(yùn)動(dòng)的周期性特征運(yùn)動(dòng)的周期性特征相隔相隔T T或或nTnT的兩個(gè)時(shí)刻振子處于同一位置且振

20、動(dòng)狀態(tài)相同的兩個(gè)時(shí)刻振子處于同一位置且振動(dòng)狀態(tài)相同. .4.4.對稱性特征對稱性特征(2)(2)如圖所示如圖所示, ,振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置O O對稱的兩點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)P,P(OP=OP)P,P(OP=OP)時(shí)時(shí), ,速速度的大小、動(dòng)能、勢能相等度的大小、動(dòng)能、勢能相等, ,相對于平衡位置的位移大小相等相對于平衡位置的位移大小相等. .(3)(3)振子由振子由P P到到O O所用時(shí)間等于由所用時(shí)間等于由O O到到PP所用時(shí)間所用時(shí)間, ,即即t tPOPO=t=tOPOP. .(4)(4)振子往復(fù)過程中通過同一段路程振子往復(fù)過程中通過同一段路程( (如如OPOP段段) )所用時(shí)

21、間相等所用時(shí)間相等, ,即即t tOPOP=t=tPOPO. .5.5.能量特征能量特征振動(dòng)的能量包括動(dòng)能振動(dòng)的能量包括動(dòng)能E Ek k和勢能和勢能E Ep p, ,簡諧運(yùn)動(dòng)過程中簡諧運(yùn)動(dòng)過程中, ,系統(tǒng)動(dòng)能與勢能相互系統(tǒng)動(dòng)能與勢能相互轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化, ,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒系統(tǒng)的機(jī)械能守恒. .典例突破典例突破【例例1 1】 ( (20132013全國全國卷卷,34,34) ) 如圖如圖, ,一輕彈簧一端固定一輕彈簧一端固定, ,另一端連接一另一端連接一物塊構(gòu)成彈簧振子物塊構(gòu)成彈簧振子, ,該物塊是由該物塊是由a,ba,b兩個(gè)小物塊粘在一起組成的兩個(gè)小物塊粘在一起組成的. .物塊在物塊在光滑水平面上左

22、右振動(dòng)光滑水平面上左右振動(dòng), ,振幅為振幅為A A0 0, ,周期為周期為T T0 0. .當(dāng)物塊向右通過平衡位置當(dāng)物塊向右通過平衡位置時(shí)時(shí),a,b,a,b之間的粘膠脫開之間的粘膠脫開; ;以后小物塊以后小物塊a a振動(dòng)的振幅和周期分別為振動(dòng)的振幅和周期分別為A A和和T,T,則則A AA A0 0( (填填“ ”“ ”“ ”或或“= =”).). 核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (1)(1)物塊通過平衡位置時(shí)物塊通過平衡位置時(shí), ,速度最大速度最大, ,動(dòng)能最大動(dòng)能最大, ,而彈性而彈性勢能最小勢能最小. .(2)(2)振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能大小決定了振幅的大小振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能大小決定了振幅的大小. .解析解析

23、: :當(dāng)彈簧振子通過平衡位置時(shí)當(dāng)彈簧振子通過平衡位置時(shí),a,b,a,b之間粘膠脫開之間粘膠脫開,a,b,a,b由于慣性繼由于慣性繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)續(xù)向右運(yùn)動(dòng), ,由于彈簧對物塊由于彈簧對物塊a a有向左的拉力有向左的拉力, ,物塊物塊a a向右做減速運(yùn)動(dòng)向右做減速運(yùn)動(dòng), ,動(dòng)能減少動(dòng)能減少, ,物塊物塊b b在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,動(dòng)能不變動(dòng)能不變, ,由能量守由能量守恒定律知只有物塊恒定律知只有物塊a a減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能, ,所以彈簧的最所以彈簧的最大伸長量減小大伸長量減小, ,故振幅減小故振幅減小. .由于在這由于

24、在這 周期內(nèi)周期內(nèi), ,初速度和末速度不變初速度和末速度不變, ,位移減小了位移減小了, ,運(yùn)動(dòng)時(shí)間減小運(yùn)動(dòng)時(shí)間減小, ,振子的周期變小振子的周期變小. .答案答案: : 14題后反思題后反思 分析簡諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化情況的技巧分析簡諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化情況的技巧(1)(1)位移增大時(shí)位移增大時(shí), ,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度、勢能均增大振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度、勢能均增大, ,速度、動(dòng)能均速度、動(dòng)能均減小減小; ;反之反之, ,則產(chǎn)生相反的變化則產(chǎn)生相反的變化. .另外另外, ,各矢量均在其值為零時(shí)改變方向各矢量均在其值為零時(shí)改變方向. .(2)(2)注意簡諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對稱性注意簡諧

25、運(yùn)動(dòng)的周期性和對稱性. .位移相同時(shí)位移相同時(shí), ,回復(fù)力、加速度、動(dòng)能、回復(fù)力、加速度、動(dòng)能、勢能可以確定勢能可以確定, ,但速度可能有兩個(gè)方向但速度可能有兩個(gè)方向, ,由于周期性由于周期性, ,運(yùn)動(dòng)時(shí)間也不確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間也不確定. .即時(shí)鞏固即時(shí)鞏固 解析解析: :物塊物塊A A受到重力、支持力和摩擦力的作用受到重力、支持力和摩擦力的作用. .重力和支持力二力平衡重力和支持力二力平衡, ,摩擦力提供摩擦力提供A A做簡諧運(yùn)動(dòng)所需的回復(fù)力做簡諧運(yùn)動(dòng)所需的回復(fù)力, ,由由F=-kxF=-kx知知, ,摩擦力隨時(shí)間變化摩擦力隨時(shí)間變化其大小和方向都變化其大小和方向都變化, ,故故D D正確正確.

26、.1.1.分析簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力分析簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力 如圖所示如圖所示, ,彈簧振子彈簧振子B B上放一個(gè)物塊上放一個(gè)物塊A,A,在在A A與與B B一起做簡諧運(yùn)動(dòng)的過程中一起做簡諧運(yùn)動(dòng)的過程中, ,下列關(guān)于下列關(guān)于A A受力的說法中正確的是受力的說法中正確的是( ( ) )A.A.物塊物塊A A受重力、支持力及彈簧對它的恒定的彈力受重力、支持力及彈簧對它的恒定的彈力B.B.物塊物塊A A受重力、支持力及彈簧對它的大小和方向都隨時(shí)間變化的彈力受重力、支持力及彈簧對它的大小和方向都隨時(shí)間變化的彈力C.C.物塊物塊A A受重力、支持力及受重力、支持力及B B對它的恒定的摩擦力對它的恒定的摩擦力D.D

27、.物塊物塊A A受重力、支持力及受重力、支持力及B B對它的大小和方向都隨時(shí)間變化的摩擦力對它的大小和方向都隨時(shí)間變化的摩擦力D D 2. 2. 導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號 00622900 00622900 由振動(dòng)方程分析簡諧運(yùn)動(dòng)由振動(dòng)方程分析簡諧運(yùn)動(dòng)(多選多選) )某質(zhì)點(diǎn)做簡諧某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), ,其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x=10sin t(cm),x=10sin t(cm),則下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)則下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是動(dòng)的說法中正確的是( ( ) )A.A.質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為10 cm10 cmB.B.質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)

28、的周期為4 s4 sC.C.在在t=4 st=4 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度最大時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度最大D.D.在在t=4 st=4 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移最大時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移最大4AC AC 考點(diǎn)二簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像問題考點(diǎn)二簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像問題要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析1.1.對簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識對簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(1)(1)簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像是一條正弦或余弦曲線簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像是一條正弦或余弦曲線, ,如圖所示如圖所示. .(2)(2)圖像反映的是位移隨時(shí)間的變化規(guī)律圖像反映的是位移隨時(shí)間的變化規(guī)律, ,隨時(shí)間的增加而延伸隨時(shí)間的增加而延伸, ,圖像圖像不代表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡不代表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡. .2.2.圖像信息圖像信息(1)(1)由圖

29、像可以得出質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率由圖像可以得出質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率. .(2)(2)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移. .(3)(3)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)回復(fù)力、加速度的方向可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)回復(fù)力、加速度的方向: :因回復(fù)力總是指向平衡因回復(fù)力總是指向平衡位置位置, ,故回復(fù)力和加速度在圖像上總是指向故回復(fù)力和加速度在圖像上總是指向t t軸軸. .(4)(4)確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度的方向確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度的方向: :速度的方向可以通過下一時(shí)刻位移的變速度的方向可以通過下一時(shí)刻位移的變化來判定化來判定, ,下一時(shí)刻位移若增加下一時(shí)刻位移若

30、增加, ,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是遠(yuǎn)離振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是遠(yuǎn)離t t軸軸, ,下一下一時(shí)刻位移若減小時(shí)刻位移若減小, ,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是指向t t軸軸. .(5)(5)比較不同時(shí)刻回復(fù)力、加速度的大小比較不同時(shí)刻回復(fù)力、加速度的大小. .(6)(6)比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能、勢能的大小比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能、勢能的大小. .典例突破典例突破【例例2 2】 ( (20172017河北保定模擬河北保定模擬)()(多選多選) )如圖所示為兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖如圖所示為兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖像像. .下面的說法中正確的是下面的說法中正確的是( () )A.A.甲的振動(dòng)能量是

31、乙的甲的振動(dòng)能量是乙的2 2倍倍B.B.甲的振動(dòng)頻率是乙的甲的振動(dòng)頻率是乙的2 2倍倍C.C.乙的振動(dòng)周期是甲的乙的振動(dòng)周期是甲的2 2倍倍D.D.甲、乙的位移不可能同時(shí)達(dá)到正向最大值甲、乙的位移不可能同時(shí)達(dá)到正向最大值核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (1)(1)振動(dòng)能量與勁度系數(shù)和振幅有關(guān)振動(dòng)能量與勁度系數(shù)和振幅有關(guān). .(2)(2)周期與頻率的關(guān)系為互為倒數(shù)關(guān)系周期與頻率的關(guān)系為互為倒數(shù)關(guān)系. .解析解析: :由于兩彈簧振子的勁度系數(shù)不確定由于兩彈簧振子的勁度系數(shù)不確定, ,故不能比較兩振子的能量關(guān)故不能比較兩振子的能量關(guān)系系, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;由圖像可知由圖像可知, ,乙的周期是甲周期的

32、乙的周期是甲周期的2 2倍倍, ,則甲的振動(dòng)頻率則甲的振動(dòng)頻率是乙的是乙的2 2倍倍, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B,CB,C正確正確; ;因乙的周期是甲周期的因乙的周期是甲周期的2 2倍倍, ,則甲、乙的位移則甲、乙的位移不可能同時(shí)達(dá)到正向最大值不可能同時(shí)達(dá)到正向最大值, ,選項(xiàng)選項(xiàng)D D正確正確. .答案答案: :BCDBCD題后反思題后反思 簡諧運(yùn)動(dòng)圖像問題的兩種分析方法簡諧運(yùn)動(dòng)圖像問題的兩種分析方法方法一方法一: :圖像運(yùn)動(dòng)結(jié)合法圖像運(yùn)動(dòng)結(jié)合法要把要把x x- -t t圖像與質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際振動(dòng)過程聯(lián)系起來圖像與質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際振動(dòng)過程聯(lián)系起來. .圖像上的一個(gè)點(diǎn)表示振動(dòng)圖像上的一個(gè)點(diǎn)表示振動(dòng)中的一個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)

33、狀態(tài)( (位置、振動(dòng)方向等位置、振動(dòng)方向等),),圖像上的一段曲線對應(yīng)振動(dòng)的一個(gè)過圖像上的一段曲線對應(yīng)振動(dòng)的一個(gè)過程程, ,關(guān)鍵是判斷好平衡位置、最大位移及振動(dòng)方向關(guān)鍵是判斷好平衡位置、最大位移及振動(dòng)方向. .方法二方法二: :直觀結(jié)論法直觀結(jié)論法(1)(1)由振動(dòng)圖像可以判定質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的回復(fù)力方向和加速度方向由振動(dòng)圖像可以判定質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的回復(fù)力方向和加速度方向, ,二二者都指向時(shí)間軸者都指向時(shí)間軸. .(2)(2)可以知道質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速度方向可以知道質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速度方向. .該點(diǎn)的斜率為正值時(shí)速度方向該點(diǎn)的斜率為正值時(shí)速度方向?yàn)檎秊檎? ,該點(diǎn)的斜率為負(fù)值時(shí)速度方向?yàn)樨?fù)該點(diǎn)的

34、斜率為負(fù)值時(shí)速度方向?yàn)樨?fù). .即時(shí)鞏固即時(shí)鞏固1.1.簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的理解簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的理解 一個(gè)彈簧振子沿一個(gè)彈簧振子沿x x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)軸做簡諧運(yùn)動(dòng), ,取平衡位置取平衡位置O O為為x x軸坐標(biāo)原點(diǎn)軸坐標(biāo)原點(diǎn). .從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí), ,經(jīng)過四分之一周期經(jīng)過四分之一周期, ,振子具有沿振子具有沿x x軸正方軸正方向的最大加速度向的最大加速度. .能正確反映振子位移能正確反映振子位移x x與時(shí)間與時(shí)間t t關(guān)系的圖像是關(guān)系的圖像是( ( ) )A A 解析解析: :簡諧運(yùn)動(dòng)加速度與位移的關(guān)系為簡諧運(yùn)動(dòng)加速度與位移的關(guān)系為a=- ,a=- ,可見加速度與位移成正可見加速度與位移成

35、正比比, ,但是方向相反但是方向相反, ,因?yàn)榻?jīng)過四分之一周期因?yàn)榻?jīng)過四分之一周期, ,振子具有正方向的最大加振子具有正方向的最大加速度速度, ,所以經(jīng)過四分之一周期所以經(jīng)過四分之一周期, ,就應(yīng)該具有負(fù)方向最大位移就應(yīng)該具有負(fù)方向最大位移, ,所以所以A A正確正確. .kxm2.2.導(dǎo)學(xué)號導(dǎo)學(xué)號 00622901 00622901 簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的應(yīng)用簡諧運(yùn)動(dòng)圖像的應(yīng)用 質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng), ,其位移其位移x x與與時(shí)間時(shí)間t t的關(guān)系曲線如圖所示的關(guān)系曲線如圖所示, ,由圖可知由圖可知( ( ) )A.A.振幅為振幅為4 cm,4 cm,頻率為頻率為0.25 Hz0.25 HzB

36、.t=1 sB.t=1 s時(shí)速度為零時(shí)速度為零, ,但質(zhì)點(diǎn)所受合外力為最大但質(zhì)點(diǎn)所受合外力為最大C.t=2 sC.t=2 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)具有正方向最大加速度時(shí)質(zhì)點(diǎn)具有正方向最大加速度D.D.該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為x=2sin t(cm)x=2sin t(cm)2C C 考點(diǎn)三探究單擺的運(yùn)動(dòng)用單擺測定重力加速度考點(diǎn)三探究單擺的運(yùn)動(dòng)用單擺測定重力加速度1.1.原理與操作原理與操作2.2.處理與分析處理與分析(1)(1)誤差分析誤差分析產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因減小方法減小方法偶然誤差偶然誤差測量時(shí)間測量時(shí)間( (單擺周期單擺周期) )及擺長及擺長時(shí)產(chǎn)生誤差時(shí)產(chǎn)生誤差多次測量再求平均值多次測量再求平均

37、值計(jì)時(shí)時(shí)從單擺經(jīng)過平衡位計(jì)時(shí)時(shí)從單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始置時(shí)開始系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身主要來源于單擺模型本身擺球要選體積小擺球要選體積小, ,密度密度大的大的最大擺角不要太大最大擺角不要太大(2)(2)注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)擺線要選擺線要選1 m1 m左右左右, ,不要過長或過短不要過長或過短. .擺長要待懸掛好球后再測擺長要待懸掛好球后再測, ,計(jì)算擺長時(shí)要將懸線長加上擺球半徑計(jì)算擺長時(shí)要將懸線長加上擺球半徑. .單擺要在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)單擺要在豎直平面內(nèi)擺動(dòng), ,不要使之成為圓錐擺不要使之成為圓錐擺. .要從平衡位置開始計(jì)時(shí)要從平衡位置開始計(jì)時(shí), ,并數(shù)準(zhǔn)全振動(dòng)的次數(shù)并數(shù)準(zhǔn)全振動(dòng)的次

38、數(shù). .典例突破典例突破【例例3 3】甲同學(xué)在家里做用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)甲同學(xué)在家里做用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn), ,但沒有合適的擺但沒有合適的擺球球, ,他找到了一個(gè)兒童玩具彈力小球他找到了一個(gè)兒童玩具彈力小球, ,其直徑大小為其直徑大小為2 cm,2 cm,代替實(shí)驗(yàn)用小球代替實(shí)驗(yàn)用小球, ,他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下: :A.A.將彈力球用長細(xì)線系好將彈力球用長細(xì)線系好, ,結(jié)點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)為A,A,將線的上端固定于將線的上端固定于O O點(diǎn)點(diǎn)B.B.用刻度尺測量用刻度尺測量OAOA間線的長度間線的長度L L作為擺長作為擺長C.C.將彈力球拉開一個(gè)大約將彈力球拉開一個(gè)大約=30

39、=30的角度的角度, ,然后由靜止釋放然后由靜止釋放核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (1) (1)該實(shí)驗(yàn)一定要注意擺長和周期的測量該實(shí)驗(yàn)一定要注意擺長和周期的測量. .(2)(2)根據(jù)單擺的周期公式寫出根據(jù)單擺的周期公式寫出L L- -T T2 2關(guān)系式關(guān)系式, ,從而分析斜率、截距的物理從而分析斜率、截距的物理意義意義. .解析解析: :(1)B.(1)B.擺長應(yīng)從懸點(diǎn)到彈力球的質(zhì)心擺長應(yīng)從懸點(diǎn)到彈力球的質(zhì)心;C.;C.擺角太大擺角太大, ,不能看做簡諧不能看做簡諧運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng);D.;D.測量時(shí)間時(shí)應(yīng)從單擺擺到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)測量時(shí)間時(shí)應(yīng)從單擺擺到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí);F.;F.必須先分別求各必須先分別求各組組L L

40、和和T T值對應(yīng)的值對應(yīng)的g,g,再取所求得的各個(gè)再取所求得的各個(gè)g g的平均值的平均值. .(1)(1)該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)重大錯(cuò)誤的步驟是該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)重大錯(cuò)誤的步驟是.(2)(2)該同學(xué)用該同學(xué)用OAOA的長作為擺長的長作為擺長, ,這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測量值比真實(shí)值測量值比真實(shí)值( (填填“偏大偏大”或或“偏小偏小”).).答案答案: :(1)BCDF(1)BCDF(2)(2)偏小偏小(3)(3)另一位乙同學(xué)在完成該實(shí)驗(yàn)時(shí)另一位乙同學(xué)在完成該實(shí)驗(yàn)時(shí), ,通過改變擺線的長度通過改變擺線的長度, ,測得測得6 6組數(shù)據(jù)組數(shù)據(jù), ,畫

41、出畫出L L- -T T2 2圖線圖線, ,然后在圖線上選取然后在圖線上選取A,BA,B兩個(gè)點(diǎn)兩個(gè)點(diǎn), ,如圖如圖( (乙乙) )所示所示. .他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法, ,則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g=g=, ,請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比擺球重心就在球心處的情況相比, ,將將( (填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“相同相同”).).造成圖形不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是造成圖形不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是( (填填“多加球半徑多加球半徑”或或“漏加球漏加球半徑半徑”).).誤區(qū)警示誤區(qū)警示

42、測擺長和周期時(shí)應(yīng)注意的問題測擺長和周期時(shí)應(yīng)注意的問題(1)(1)確定單擺的擺長時(shí)應(yīng)從懸點(diǎn)到小球的球心而不是確定單擺的擺長時(shí)應(yīng)從懸點(diǎn)到小球的球心而不是“擺線長擺線長”. .(2)(2)用測量用測量N N次擺動(dòng)所用時(shí)間求周期時(shí)應(yīng)從擺球擺至最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)次擺動(dòng)所用時(shí)間求周期時(shí)應(yīng)從擺球擺至最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí), ,相對于從最大偏角開始計(jì)時(shí)可減小測量誤差相對于從最大偏角開始計(jì)時(shí)可減小測量誤差. .1.1.實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和原理實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和原理 如圖如圖(a)(a)所示所示, ,細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上, ,下下端系一個(gè)小鋼球端系一個(gè)小鋼球, ,做成一個(gè)單擺做成一個(gè)單擺. .測量擺

43、長測量擺長l l和擺的周期和擺的周期T,T,得到一組數(shù)據(jù)得到一組數(shù)據(jù). .改變擺長改變擺長, ,再得到幾組數(shù)據(jù)再得到幾組數(shù)據(jù). .從中可以找出周期與擺長的關(guān)系從中可以找出周期與擺長的關(guān)系. .實(shí)驗(yàn)過程有實(shí)驗(yàn)過程有兩組同學(xué)分別用了圖兩組同學(xué)分別用了圖(b)(c)(b)(c)的兩種不同方式懸掛小鋼球的兩種不同方式懸掛小鋼球, ,你認(rèn)為你認(rèn)為 選填選填“(b)(b)”或或“(c)(c)” 懸掛方式較好懸掛方式較好. .圖圖(d)(d)是某組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫是某組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的出的T T2 2- -l l圖線圖線, ,通過圖線得到振動(dòng)周期通過圖線得到振動(dòng)周期T(s)T(s)與擺長與擺長l(m

44、)l(m)的函數(shù)關(guān)系式是的函數(shù)關(guān)系式是. . 即時(shí)鞏固即時(shí)鞏固 2.2.實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新與改進(jìn)(20152015天津卷天津卷,9,9) )某同學(xué)利用單擺測量重力加某同學(xué)利用單擺測量重力加速度速度. .(1)(1)為了使測量誤差盡量小為了使測量誤差盡量小, ,下列說法正確的是下列說法正確的是. . A.A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B.B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細(xì)線組裝單擺須選用輕且不易伸長的細(xì)線C.C.實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)D.D.擺長一定的情況下擺長一定的情況下, ,擺的振幅盡量大

45、擺的振幅盡量大解析解析: :(1)(1)應(yīng)選用密度較大且直徑較小的擺球應(yīng)選用密度較大且直徑較小的擺球,A,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;在擺動(dòng)中要盡力保在擺動(dòng)中要盡力保證擺長不變證擺長不變, ,故應(yīng)選用不易伸長的細(xì)線故應(yīng)選用不易伸長的細(xì)線,B,B正確正確; ;擺動(dòng)中要避免單擺成為擺動(dòng)中要避免單擺成為圓錐擺圓錐擺, ,擺球要在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)擺球要在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng),C,C正確正確; ;擺動(dòng)中擺角要控制在擺動(dòng)中擺角要控制在5 5以以內(nèi)內(nèi), ,所以所以D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .答案答案: : (1)BC (1)BC (2)(2)如圖所示如圖所示, ,在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約

46、1 m1 m的單擺的單擺. .實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí), ,由于僅有量程為由于僅有量程為20 cm20 cm、精度為、精度為1 mm1 mm的鋼板刻度尺的鋼板刻度尺, ,于是他先使擺球自然于是他先使擺球自然下垂下垂, ,在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn)在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn), ,測測出單擺的周期出單擺的周期T T1 1; ;然后保持懸點(diǎn)位置不變?nèi)缓蟊３謶尹c(diǎn)位置不變, ,設(shè)法將擺長縮短一些設(shè)法將擺長縮短一些, ,再次使再次使擺球自然下垂擺球自然下垂, ,用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn)用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn), ,并測出并測出單擺的周期單擺的周期T T2 2; ;最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離的距離L.L.用上述測量結(jié)果用上述測量結(jié)果, ,寫出重力加速度的表達(dá)式寫出重力加速度的表達(dá)式g=g=. . 點(diǎn)擊進(jìn)入點(diǎn)擊進(jìn)入 課時(shí)集訓(xùn)課時(shí)集訓(xùn)