河南省开封市兰考县高中物理11.4 单摆

河南省开封市兰考县高中物理11.4 单摆

‎11.4 单摆 ‎ ‎【自主预习】‎ ‎1．单摆 ‎(1)组成：① ，② ·‎ ‎(2)理想化要求：‎ ‎①质量关系：细线质量与小球质鼍相比可以 ·‎ ‎②线度关系：球的 与线的长度相比可以忽略·‎ ‎③力的关系：忽略摆动过程中所受 作用 实验中为满足上述条件，我们尽量选择质量大、 小的球和尽量细的线 ‎2．单摆的回复力 ‎(1)回复力的提供：摆球的重力沿 方向的分力·‎ ‎(2)回复力的特点：在偏角很小时，单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成 ，方向总指向 。‎ 即 F= .‎ ‎(3)运动规律：单摆在偏角很小时做 运动，其振动图像遵循 函数规律．‎ ‎[关键一点]除两个最大位移处，单摆的回复力不是摆球所受的合力．‎ ‎3．探究单摆周期与摆长的关系 ‎(1)实验表明，单摆振动的周期与摆球——无关，在振幅较小时与 无关，但与摆长有关，摆长 ，周期越长.‎ ‎(2)周期公式：‎ 荷兰物理学家 发现单摆的周期丁与摆长L的二次方根成 ，与重力加速度g的二次方根成他确定为 ：T= ．‎ ‎(3)应用 ‎①计时器 原理：单摆的等时性 校准：调节 可调节钟摆的快慢 ‎②测重力加速度 由得g= ，即只要测出单摆的 和 ，就可以求出当地的重力加速度。‎ ‎【典型例题】‎ 一、单摆 ‎【例1】单摆是为了研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是 (　　)‎ A．摆线质量不计 B．摆线长度不伸缩 C．摆球的直径比摆线长度短得多 D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动 二、单摆的回复力 ‎【例2】下列关于单摆的说法，正确的是 (　　)‎ A．单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处时的位移为A(A为振幅)，从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为 -A B．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合外力 C．单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力 D．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零 三、单摆的周期 ‎【例3】一个单摆的摆长为L，在其悬点O的正下方‎0.19L处有一钉子P(如图11－4－2所示)，现将摆球向左拉开到A，使摆线偏角α＜10°，放手使其摆动，求出单摆的振动周期。‎ ‎【例4】将在地面上校准的摆钟拿到月球上去，若此钟在月球上记录的时间是1 h，那么实际的时间是多少？若要在月球上使该钟与地面上时一样准，应如何调节？(‎ 已知g月＝g地/6)。‎