30(1)、单摆 简谐运动的能量转化【学习目标】会分析单摆的运动,掌握单摆的周期公式;知道什么是受迫振动和发生共振的条件;理解振动过程中能量的转化
【学习内容】 一、单摆1、形成: 装置叫单摆2、振动规律: 回复力是 提供的
在摆角小很小的情况下,单摆的 与偏离平衡位置的 成正比而方向 ,因此单摆做
3、伽利略发现 ,惠更期总结出:T= 例 1、单摆的振动周期在发生下述哪些情况中会增大 ( )A
摆球质量增大 B
摆长减小C
单摆由赤道移至北极 D
单摆由海平面移至高山顶上思考:对于地面上走时准确的摆钟,由赤道移至北极应怎样高整摆长才能走时准确
例 2、如图所示,在竖直平面内的一段光滑圆弧 MON 是半径很大的圆的一部分,O 是圆弧中点,也是最低点,该弧所张角很小(小于 10°)
在 OM 之间的一点 P 与 O 点间接一光滑斜面,若两个小滑块 a、b 同时从 P、N 两点由静止释放,b 沿圆弧运动,a 沿斜面运动,则 a、b两滑块相遇在 ( )A、O 点 B、OP 斜面上 C、ON 弧面上 D、无法确定 二、受迫振动1、受迫振动:物体在周期性外力作用下的振动,叫做受迫振动
2、受迫振动的特点:受迫振动的频率等于驱动力的频率,而跟物体的固有频率无关
3、共振:是一种特殊的受迫振动,当 f 驱 =f 固时,受迫振动的振幅最大
注意:受迫振动的频率(或周期)跟物体的固有频率(或固有周期)无关,是从"频率"即振动快慢的角度阐述的,而受迫振动的振幅却与物体的固有频率有关,固有频率与策动力的频率越近,振幅越大
例 3、如图,在一根张紧的绳上挂着甲、乙、丙、丁四个单摆,甲摆的摆球质量比其它摆球质量大得多,其中甲、丙摆长相等
开始四个摆均静止,则当甲摆摆起来后,下列说法中正确的是 ( )A
乙摆一定与甲摆摆动周期相同 B
丁摆频率最小C
乙摆振幅最大 D
丙摆振幅最大 思考: