2024-2025学年高二物理选择性必修第一册（配粤教版）课件 第2章 第3节 单摆.pptx

;;基础落实·必备知识全过关;;;二、单摆的固有周期

1.影响因素:单摆的简谐运动周期与装置的有关,和外界条件无关.?

2.大小:单摆做简谐运动的周期T跟摆长L的二次方根成,跟重力加速度g的二次方根成.公式:T=.?;想一想由于单摆的回复力是由摆球的重力沿切线方向的分力提供的,那么是否摆球的质量越大,回复力越大,单摆摆动得越快,周期越小?;;2.(多选)一个单摆(摆角θ5°)如图所示,其周期为T,则下列说法正确的是

()

A.把摆球的质量增加一倍,其周期不变

B.此摆由O→B运动的时间为

C.摆球由B→O时,动能向势能转化

D.摆球由O→C时,动能向势能转化;解析单摆的周期与摆球的质量无关,A正确;此摆由O→B运动的时间为,B正确;摆球由B→O运动时,势能转化为动能,由O→C运动时动能转化为势能,C错误,D正确.;;;提示模型①不是单摆,因为橡皮筋伸长不可忽略.

模型②不是单摆,因为绳子质量不可忽略.

模型③不是单摆,因为绳长不是远大于球的直径.

模型④不是单摆,因为悬点不固定,因而摆长在发生变化.

模型⑤是单摆.;;2.摆球的受力

(1)任意位置:如图所示,G2=Gcosθ,F-G2是提供摆球绕O做变速圆周运动的向心力;G1=Gsinθ是提供摆球以O为中心做往复运动的回复力.

回复力为零,合力不为零

(2)平衡位置:摆球经过平衡位置时,G2=G,G1=0,此时F应大于G,F-G提供向心力,回复力F回=0.;(3)单摆的简谐运动;;解析单摆在运动过程中,摆球受重力和摆线的拉力作用,重力沿圆弧切线的分力提供回复力,故A正确,B错误;在平衡位置处,回复力为零,速度最大,向心力F向=最大,选项C正确;当回复力最大时,摆球在最大位移处,速度为零,向心力为零,则拉力等于重力沿半径方向的分力,即拉力小于重力,选项D错误.;易错提醒对于单摆的两点说明

(1)所谓平衡位置,是指摆球静止时,摆线拉力与小球所受重力平衡的位置,并不是指摆动过程中的受力平衡位置.实际上,在摆动过程中,摆球受力不可能平衡.

(2)回复力是由摆球受到的重力沿圆弧切线方向的分力F=mgsinθ提供的,不可误认为回复力是重力G与摆线拉力的合力.;;;;2.对摆长的理解

对于不规则的摆动物体或复合物体,??长是指摆动轨迹圆弧的圆心到摆动物体重心的长度.图(a)中,摆球半径为r,甲、乙两摆在垂直纸面方向摆起来效果是相同的,所以甲摆的摆长为lsinα+r.图(b)中,乙在垂直纸面方向小角度摆动时,与甲摆等效;乙在纸面内小角度摆动时,与丙摆等效.;3.重力加速度g的变化;;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mg=F=m(g+a),;技巧点拨等效重力加速度等于小球在平衡位置时所受拉力与小球质量的比值.;;;1;1;1;1;1;1;1;