人教版高中物理选择性必修第1册 第二章机械振动 第三节单摆.ppt

粤教版高中物理选择性必修第一册第二章机械运动第三节单摆

生活中的摆动现象

一、单摆（理想化模型）二、实际摆可看成单摆的条件摆线：不可伸缩、质量不计摆球：可视为质点、摆动过程忽略空气阻力的影响1.摆线的形变量很小（摆线不可伸缩）2.（摆线质量不计）3.（摆球可视为质点）4.摆球的质量比较大、体积比较小（忽略空气阻力）

三、单摆的振动是简谐运动吗？方向：沿法线指向悬点方向：沿切线指向平衡位置当时，，此时，单摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动。向心力：回复力：平衡位置：点AB

尝试绘制单摆的位移时间图像

四、探究影响单摆周期的因素猜想：摆角、摆球质量m、摆长L实验验证：控制变量法1.m、L相同，不同（）2.、L相同，m不同3.、m相同，L不同

四、探究影响单摆周期的因素

四、探究影响单摆周期的因素实验表明：2.单摆做简谐运动的周期T与摆长L有关。L越大，T越大。1.单摆做简谐运动的周期T与摆球质量m、摆角均无关。

五、探究单摆周期与摆长的关系改变摆长，测出对应的单摆周期T（），测量时要尽可能在比较大的范围改变摆长。设计表格，记录实验数据。数据分析：L/m0.420.490.560.600.670.760.830.921.011.121.211.29T/s1.301.411.501.561.641.751.831.932.022.132.212.28

五、探究单摆周期与摆长的关系数据分析：实验表明：

伽利略的发现1583年，19岁的伽利略在比萨大学念书时，一次偶然的机会观察到教堂的吊灯发生了轻微的摆动。他发现虽然吊灯摆幅在减小，且吊灯里的油也在减少，但是那个固定好高度的吊灯的摆动周期似乎没有发生变化。当吊灯里的油烧干了，则会被放下来添油，在吊灯被放下来的过程中，伽利略观察到吊灯的摆长在增加，其摆动周期也随之增大。伽利略经过思考和反复的实验研究，证实了他的想法。

六、惠更斯的单摆周期公式当单摆的摆动角度小于时，摆动的周期与摆长的平方根成正比，与重力加速度的平方根成反比，与摆角、摆球质量无关。惠更斯1.单摆的固有周期、固有频率。2.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）。

七、用类比法求弹簧振子的周期单摆回复力类比弹簧振子回复力令，则，得到弹簧振子的周期

课堂练习1.已知单摆的摆长是1m时，摆动周期是2s。当摆长改变为0.81m时，摆动周期是多少？要使摆动周期为4s，摆长应是多少？【答案】1.8s；4m【解析】根据单摆周期公式，有。同理，根据单摆周期公式，有。

课堂练习2.某一单摆原来的周期是2s，在下列情况下，周期有无变化？如有变化，变为多少？（1）摆长减为原长的1/4（2）摆球的质量减为原来的1/4（3）振幅减为原来的1/4（4）重力加速度减为原来的1/4【答案】（1）会变化，T=1s（2）不会变化（3）不会变化（4）会变化，T=4s

3.图是两个单摆的振动图像。（1）甲、乙两个摆的摆长之比是多少？（2）以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，从t=0起，乙第一次到达右方最大位移时，甲摆动到了什么位置？向什么方向运动？【答案】（1）1：4（2）甲处于平衡位置，此时正向左方移动。【解析】（1）由图可知，，，甲乙周期之比为1：2，根据单摆周期公式，有，故甲乙摆长之比为1：4。（2）由图可知，乙第一次到达右方最大位移时，甲摆动到了平衡位置，向左方运动。

知识小结单摆理想化模型简谐运动（）回复力：摆球重力沿切线方向的分力周期：

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课程答疑粤教版高中物理选择性必修第一册第二章机械运动第三节单摆

1.（多选）下列有关单摆的说法，正确的是（）A．一根橡皮筋一端系在悬点，另一端连接一个小球，可以构成一个单摆B．单摆的摆动一定是简谐运动C．若单摆在同一平面内摆动，且偏角小于，可以认为该单摆的运动是简谐运动D．单摆做简谐运动时，摆长越长，其运动周期越大CD

2.关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论中正确的是()A．摆球受重力、摆线的拉力、回复力、向心力的作用B．摆球的回复力最大时，向心力为零；回复力为零时，向心力最大C．摆球的回复力最大时，摆线中的拉力大小比摆球的重力大D．摆球的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向B

3.周期是2s的单摆叫秒摆，秒摆的摆长是多少？把