单摆课件(原创).ppt

第3节:单摆 导入新课： 提问1:什么是简谐振动? 提问:2：怎样判断一个运动是简谐振动? 秋千 摆钟 2.构成单摆的条件: ①细线：不可伸缩、质量不计、较长 ②摆球：体积小、质量大,可看成质点 ③悬点：固定 3.单摆是实际摆的理想化模型 一.单摆 1.定义:在细线的一端拴一小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置就叫做单摆。 小球静止时: 二、单摆的振动 1.定性分析 ： 平衡位置O处： G=F′ 小球运动时: F向=F ′-G=mv2/R 向心力大小： ①受力特点 Ｇ 任意位置P处： 摆球所受重力G和悬线拉力 F ′ 不再平衡，重力G沿运动方向（与垂直摆线方向）的分力是摆球往复运动的回复力，悬线拉力 F ′ 与摆球所受重力G沿摆线取向的分力的合力是小球作圆周运动的向心力。 A A’ O F G θ G2 G1 F’ G F回=G1=G?sin? 　　设小球运动到任意点P时，摆线与 竖直 方向 的夹角为θ，摆球偏离平衡位置的位移为x，摆长为l， 2.定量分析： A A’ O F G θ G2 G F’ G1 G2 G1 F’ G ①受力特点： 小球摆动的回复力F为: O’ 提问3:回复力F= - kx吗? ? 很小时： 运动性质：在偏角很小(?＜10０)的情况下，单摆所受回复力跟偏离平衡位置的位移成正比且方向相反，单摆做简谐运动 课堂练习： 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 三、单摆振动周期的实验探索 提问4:单摆的周期可能与哪些因素有关? 单摆的振幅、质量、摆长、当地的重 力加速度 提问5:如何研究? 方法 : 控制变量法 实验1:相同的振幅和摆长,不同的质量 结论:单摆的周期跟摆球的质量没有关系 实验2:相同的摆长,不同的振幅 结论:单摆的周期跟单摆的振幅没有关系 实验3:不同的摆长 结论:摆长越长（短），周期越大（小） 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 荷兰物理学家惠更斯（1629---1695）首先发现． 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 ； d. 如果将单摆从赤道移到北京，周期将 ； e. 如果将单摆从海面移到高山，周期将 ； 变小 变大 变大 不变 不变 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） 小结： 2.在摆角很小的情况下，单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反，单摆做简谐运动． 3.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． 1.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，这样的装置叫单摆。 4.单摆的应用: １)．利用它的等时性计时 ２)．测定重力加速度 作业：课后题2.3.4.5.6. * 谢谢大家！ 5.一摆长为L的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子,则这个单摆的周期是: 6.如图为半径很大的光滑凹形槽，将有一小球从A点由静止释放。 Θ小于100,小球将做什么运动？ θ L O 求运动的周期？ A