粤教版高中物理选修3-4探究单摆的振动周期.ppt

探究单摆的振动周期 单摆的结构 在细线的一端系一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽略不计，线长比球的直径比大的多，这样的装置叫单摆。 悬点：固定 细线：不可伸缩、质量不计、较长 摆球：体积小、质量大 思考 ①将球拉离平衡位置后释放，摆球作什么形式的运动?       ②单摆的摆动是简谐运动吗？    ③物体作简谐运动的条件是什么? ④单摆运动过程中受哪些力？单摆的回复力由谁来提供？请画图分析，并与同伴讨论。你这样分析的理由。 知识回顾 1．机械振动． ２．简谐运动． 物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动，简称振动． 物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐运动． 在摆角很小的情况下（＜10°） ，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． 1.  描述简谐运动的物理量有哪些？ 2.影响单摆振动的周期的可能因素有哪些? 相邻四个小组为一个科研单位分工合作研究（观察、记录什么？） A.振幅、重力加速度、摆长一定，研究周期和质量的关系 B.振幅、重力加速度、质量一定，研究周期和摆长的关系 C.质量、重力加速度、摆长一定，研究周期和振幅的关系 D.振幅、质量、摆长一定，研究周期和重力加速度的关系 [进行实验和收集数据] 小组按照设计好的方案进行实验,在控制变量思想指导下,其设计基本统一在以下设计: T与L之间的关系 T与M之间的关系 T与θ之间的关系 控制变量 θ与M相同L不同 θ与L相同M不同 M与L相同θ不同 实验步骤 用停表分别测量出两个摆球质量相等摆长不等的摆做摆角相同且较小时振动50次所用时间 用停表分别测量出两个摆长相等摆球质量不等的摆做摆角相同且较小时振动50次所用时间 用停表分别测量出两个摆长相等摆球质量相等的摆做摆角不同且较小时振动50次所用时间 观察测量结果 分析结果 １．单摆振动的周期与振幅无关 ２．单摆振动的周期与摆球质量无关 ３．单摆振动的周期与摆长和重力加速度有关 摆长越长，周期越大，重力加速度越大，周期越小。 （等时性　伽利略发现） 实验表明： 荷兰物理学家惠更斯（1629---1695）首先发现 　　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，线长比球的直径比大的多，这样的装置叫单摆． 　　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． 　　2.在摆角很小的情况下，单摆所受回复力跟偏离平衡位置成正比且方向相反，单摆做简谐运动． 小结： 巩固和练习 1.单摆由______和成______组成，保证单摆做简谐运动的关键因素是_____. 2．做简谐运动的单摆，其回复力是( ) A．摆球的重力 B. 摆线对摆球的拉力 C. 摆线对摆球的拉力和摆球重力的合力 D. 摆球重力沿圆弧切线的分力 3．单摆的周期原来是2s，下列那种情况下，周期将发生变化？ A. 摆长变为原来的1/4 B. 摆球的质量变为原来的1/4 C. 振幅变为原来的1/4 D. 重力加速度变为原来的1/4 　4.电视正在直播飞船登月，一名教授发现飞船登月舱外的一个与航天员等高的悬挂物正在轻微摆动，他看着电视屏幕上的时间显示，大致得出了月球表面的重力加速度，你能说出其中的道理吗？ 谢 谢