2017-2018学年沪科版选修3-4 1.3探究摆钟的物理原理探究单摆振动的周期 学案
2017-2018学年沪科版选修3-4     1.3探究摆钟的物理原理探究单摆振动的周期  学案第3页

B.单摆运动的回复力就是摆球受到的合力

C.摆球经过平衡位置时所受回复力为零

D.摆球经过平衡位置时所受合外力为零

解析 单摆振动过程中受到重力和细线拉力的作用,把重力沿切向和径向分解,其切向分力提供回复力,细线拉力与重力的径向分力的合力提供向心力,向心力大小为mv2/l,可见最大摆角处向心力为零,平衡位置处向心力最大,而回复力在最大摆角处最大,平衡位置处为零,故应选C.

答案 C

二、研究振动的步调问题

[问题设计]

1.如图2所示,在铁架台上悬挂两个相同的单摆,将两个摆球拉离平衡位置且保证摆角相同,然后同时放开,可观察到什么现象?

答案 它们的运动总是一致的,也可以说是步调一致,即同时沿相同方向经过平衡位置,并同时达到同一侧最大位移处.

   

图2       图3

2.如图3所示,再将两个摆球拉开相同的摆角,先放开一个,等它摆到另一边最大位移处时,再放开第二个,又可观察到什么现象?

答案 它们的运动总是相反的,也可以说是步调相反,即同时沿相反方向经过平衡位置,并同时达到两侧最大位移处.

[要点提炼]

1.相(或相位、位相、周相):描述振动步调的物理量.

(1)两个单摆振动步调一致,称为同相;

(2)两个单摆振动步调不一致,就说它们存在着相差;

(3)两个单摆振动步调正好相反,叫做反相.

2.相差:指两个相位之差.

在实际中经常用到的是两个具有相同频率的简谐运动的相位差,反映出两简谐运动的步调差异.

例2 如图4所示是在同一个坐标系里画出的三个振动系统的振动图像,下列说法正确