简谐振动单摆.pptVIP

第1页，共29页，星期日，2025年，2月5日要点·疑点·考点1.单摆(1)单摆：一条不可伸长的、忽略质量的细线，一端固定，另一端拴一质点，这样构成的装置叫单摆.这是一种理想化的模型，实际悬线(杆)下接小球的装置都可作为单摆.(2)单摆振动可看作简谐运动的条件是最大偏角α＜5°.第2页，共29页，星期日，2025年，2月5日要点·疑点·考点(3)摆球做简谐运动的回复力是重力在切线方向的分力F回=G1，如图7-2-1所示，重力的另一分力G2和摆线的拉力合力提供向心力.F-G2=mv2/l在最大位移处v=0，F=G2.图7-2-1第3页，共29页，星期日，2025年，2月5日要点·疑点·考点(4)周期公式：T=式中l为小球摆动的圆孤半径即摆长，量取时应从圆心量到球心.g为当地重力加速度(受力复杂时有“等效重力加速度”之说).(5)单摆的等时性：在小振幅摆动时，单摆的振动周期跟振幅和振子的质量都没关系.第4页，共29页，星期日，2025年，2月5日要点·疑点·考点2.简谐运动图像(1)物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律.注意振动图像不是质点的运动轨迹.(2)特点：简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线.第5页，共29页，星期日，2025年，2月5日要点·疑点·考点(3)作图：以横轴表示时间，纵轴表示位移.如图7-2-2所示.第6页，共29页，星期日，2025年，2月5日要点·疑点·考点(4)应用：①可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x.②判定各时刻的回复力、加速度方向.③判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.第7页，共29页，星期日，2025年，2月5日课前热身1.振动的单摆小球通过平衡位置时，小球受到回复力的方向或大小正确的是(B)A.指向地面B.指向悬点C.大小为0D.垂直于摆线第8页，共29页，星期日，2025年，2月5日课前热身2.发生下述哪一种情况时，单摆周期会增大(D)A.增大摆球质量B.缩短摆长C.减小单摆振幅D.将单摆由山下移至山顶第9页，共29页，星期日，2025年，2月5日课前热身3.一单摆的周期T0=2s，则在下述情况下它的周期会变为多大?(1)摆长变为原来的1/4，T=1s.(2)摆球质量减半，T=2s.(3)振幅减半，T=2s.第10页，共29页，星期日，2025年，2月5日课前热身4.关于简谐运动的图像，下列说法中正确是(BCD)A.表示质点振动的轨迹，是正弦或余弦曲线B.由图像可求出质点振动的振幅和周期C.表示质点的位移随时间变化的规律D.由图像可判断任意时刻质点的速度方向和加速度方向第11页，共29页，星期日，2025年，2月5日课前热身5.图7-2-3是某质点做简谐运动的图像，可知，振幅是2cm，周期是4s，频率是0.25Hz.第12页，共29页，星期日，2025年，2月5日能力·思维·方法【例1】如图7-2-4所示，一块涂有碳黑的玻璃板，质量为2kg，在拉力F的作用下，由静止开始竖直向上做匀变速运动，一个装有水平振针的振动频率为5Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线，量得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm，求外力的大小.(g=10m/s2)第13页，共29页，星期日，2025年，2月5日能力·思维·方法【解析】振动周期T=1/5s=0.2s，图中OA、AB、BC三段运动时间均为t=1/5s=0.1s，玻璃板的运动为匀变速运动，设其加速度为a，由△s=at2得:由牛顿第二定律得F-mg=ma，则F=mg+ma=24N.第14页，共29页，星期日，2025年，2月5日能力·思维·方法【解题回顾】本题的难点是将图中曲线看做是两种运动合成的结果.图中O点应为振动的起始点，水平方向向左开始做简谐运动；竖直方向做匀加速直线运动.第15页，共29页，星期日，2025年，2月5日能力·思维·方法【例2】如图7-2-5所示，是一个质点的振动图像，根据图像回答下列各问：(1)振动的振幅；(2)振动的频率；(3)在t=0.1s、0.3s、0.5s、0.7s时质点的振动方向；(4)质点速度首次具有负方向最大值的时刻和位置；(5)质点运动的加速度首次具有负方向最大值的时刻和位置；(6)在0.6s至0.8s这段时间内质点的运动情况.第16页，共29页，星期日，2025年，2月5日能力·思维·方法【解析】(1)振幅为最大位移的绝对值，从图像可知振幅A=5cm.(2)从图像可知周期T=0.8s，则振动的频率：f=1/T=1/0.8=1.25H