资源简介

(共23张PPT)
单
摆
单摆
(1)什么是简谐运动？
复习回顾
(2)做简谐运动物体的回复力具有什么特征？
①x-t图像为正弦曲线
②F-x 满足 F=-kx的形式
总是指向平衡位置
知识回顾
简谐运动
①运动
②受力
③能量
弹簧振子
x=Asinω t
F=－kx
守恒
秋千
摆钟
风铃
一．单 摆
细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。
细线：
质量不计、细线、不可伸长
单摆是实际的理想化模型．
摆长 L=L0+R
①定义：
悬点：
固定
②特点：
摆球：
体积小、质量大
①摆线质量m 远小于摆球质量 M，即m << M 。
单摆理想化条件是：
③摆球所受空气阻力远小于摆球重力及绳的拉力，可忽略不计。
②摆球的直径 d远小于单摆的摆长Ｌ，即 d <<Ｌ。
④摆线的伸长量很小，可以忽略。
[自我检测]
1.正误判断
(1)单摆模型中对细线的要求是其伸缩可忽略,质量可忽略。(　　)
答案 √
(2)单摆的摆角大小对单摆的周期没有影响。(　　)
解析 实验表明,单摆振动的周期与摆球质量无关,在振幅较小时与振幅无关。
答案 ×
(3)摆球受到的回复力是它的合力。(　　)
解析 单摆的回复力不是它的合力,而是重力沿圆弧切线方向的分力。
答案 ×
(4)单摆回复力的方向总是指向悬挂固定点。(　　)
答案 ×
(5)单摆的周期与摆球的质量无关。(　　)
答案 √
方法一：从单摆的振动图象判断
二、单摆振动性质的探究
方法二：理论证明
O
O'

mg
T
切向：
法向：
（向心力）
（回复力）
回复力：
二、单摆振动性质的探究
方法二：理论证明
若考虑回复力和位移的方向，
(1)弧长≈x

x

mg
T
当 很小时
结论：
当最大摆角很小时，单摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动。
二、单摆振动性质的探究
很小时：
单摆的回复力
伽利略 (1564～1642)
发现单摆振动的等时性
近代物理学的鼻祖
三．单摆的周期
猜想？
振幅
质量
摆长
重力加速度
单摆振动的周期与哪些因素有关呢？
思考
单摆的振幅、摆长、摆球质量、当地的重 力加速度。
三、单摆振动周期的实验探索
1.实验器材：
小球、细绳、铁架台、毫米刻度尺、秒表和条形磁体．
2.实验应满足的条件：
偏角很小，一般小于 。
3.影响单摆振动周期的可能因素：
三、单摆振动周期的实验探索
④单摆的周期与重力加速度
4.实验结论：
①单摆的周期跟单摆的振幅
②单摆的周期跟摆球的质量
③单摆的周期与摆长
没有关系
(单摆的等时性)；
没有关系；
有关系：
摆长越长（短），周期越大（小）；
重力加速度越大（小），周期越小（大）。
有关系：
方法: 控制变量法
荷兰物理学家惠更斯
（1629---1695）
单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关．
四、单摆的应用：
１．利用它的等时性计时
２．测定重力加速度
惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器
（1657年获得专利权）
例题2.如图所示,将摆长为L的单摆放在一升降机中,升降机以加速度a向上匀加速运动,求单摆的摆动周期。
解析 单摆的平衡位置在竖直位置,若摆球相对升降机静止,则摆球受重力mg和绳拉力F,根据牛顿第二定律有F-mg=ma,此时摆球的视重
思维导图
当堂检测
3.将秒摆(周期为2 s的单摆)的周期变为4 s,下面哪些措施是正确的(　　)
A.只将摆球质量变为原来的
B.只将振幅变为原来的2倍
C.只将摆长变为原来的4倍
D.只将摆长变为原来的16倍
答案 C
请同学们课后认真复习

展开更多......

收起↑