第四节 单摆.ppt

高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 复习回顾 运动学 谐振的判定 动力学 谐振的模型 弹簧振子 单摆 第四节 单摆 一、单摆 ２、摆长：悬点到摆球重心的距离叫做摆长。 １、理想模型：（1）不计一切阻力（2）轻绳（摆绳线的质量与小球相比可以忽略）悬点固定且不可伸缩（3）球的直径与线长相比可以忽略（质点）。 摆长 L=L0+R 谁能看作单摆? 我才能！ 铁球 （1） 橡皮筋 粗麻绳 铁球 （2） 大木球 （3） 乒乓球 细绳 （4） 细绳 铁球 （5） 细绳 （6） 铁球 (5) (6) 细绳 问题：单摆振动是简谐运动吗？ 猜想：是？不是？ 问题：如何验证？ 方法一：从单摆的振动图象判断 方法二：从单摆的受力特征判断 二、单摆的回复力 阅读教材P14，单摆的回复力的内容 结 论 在摆角很小的情况下，摆球所受的回复力跟位移大小成正比，方向始终指向平衡位置（即与位移方向相反），因此单摆做简谐运动 一般摆角α 10° 二、单摆的回复力 在最低点（即平衡位置），小球所受的合力为零吗？ 小球运动到最低点时，水平方向合力是零，竖直方向合力不是零。 三、单摆的周期 单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢？ 1、周期与振幅是否有关 ? 2、周期与摆球的质量是否有关 ? 3、周期与摆长是否有关 ? 4、周期与重力加速度是否有关? 演示 结 论 单摆振动的周期 1、与振幅无关——单摆的等时性 伽利略首先发现的 2、与摆球的质量无关 3、与摆长有关——摆长越长，周期越大 4、与当地的重力加速度有关——重力加速度越大，周期越小 三、单摆的周期 阅读教材P15-P16，单摆的周期的内容 单摆振动的周期公式： 单摆做简谐运动的振动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。 荷兰物理学家惠更斯首先发现 三、单摆的周期 周期公式的理解: 摆长L＝细绳长度＋小球半径 摆长、重力加速度都一定时，周期和频率也一定，通常称为单摆的固有周期和固有频率。 单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。 例:在下述哪些情况下单摆的简谐振动周期会变大 A.摆球质量增大 B.摆长减小 C.单摆由赤道移到北京 D.单摆由海平面移到高山顶上 三、单摆的周期 四、单摆周期公式的应用 1、惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器. 2、 用单摆测定重力加速度。 小 结 1、单摆的理想化模型： 在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多。 2、单摆运动的性质： 在摆角? 10°的条件下，单摆的振动可看作简谐振动。 3、单摆振动的周期公式 单摆周期与摆长和重力加速度有关,与振幅和质量无关。 1、单摆作简谐运动时的回复力是： A.摆球的重力 B.摆球重力沿圆弧切线的分力 C.摆线的拉力 D.摆球重力与摆线拉力的合力 B 课堂训练 2、一个单摆，周期是T。 a. 如果摆球质量增到2倍，周期将 b. 如果摆的振幅增到2倍，周期将 c. 如果摆长增到2倍，周期将