2021-2022度粤教版选修3-4 1.4 探究单摆的振动周期 课件(共25张PPT)

1、第四节 探究单摆的振荡周期,1、理解单摆周期公式。 2、会用单摆周期公式计算重力加速度 3、知道用单摆测定重力加速度的实验方法,学习重点及目标,知识回顾,振幅,质量,摆长,重力 加速度,1.实验： 单摆摆动的周期与哪些因素有关呢,一单摆的周期,单摆的周期,实验方法,控制变量法,振幅,质量,摆长,重力加速度,单摆摆动的周期与哪些因素有关呢,单摆周期,实验1：周期是否与振幅有关,结论：单摆的振动周期与其振幅无关(等时性,摆长相同，质量相同，振幅不同,实验2：周期与摆球的质量是否有关,摆长相同，振幅相同，质量不同,结论：单摆振动周期和摆球质量无关,实验3：周期与摆球的摆长是否有关,质量相同，振幅相同

2、，摆长不同,结论：单摆振动周期和摆长有关,摆长和质量相同，振幅不同,周期相同,摆长和振幅相同，质量不同,周期相同,周期不同,振幅和质量相同，摆长不同,单摆振动周期与小球质量、振幅无关， 与摆长有关；摆长越长，周期越长,实验结论,实验现象,在重力加速度g不变时,周期公式,摆角很小的情况下，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。与振幅、摆球质量无关,国际单位：秒（s,2.单摆周期公式,单摆周期公式的理解,1、单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。g为当地重力加速度,2、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,1.

3、对单摆的振动，以下说法中正确的是（ ） A.单摆摆动时，摆球受到的向心力大小处处相等 B.单摆运动的回复力是摆球所受合力 C.摆球经过平衡位置时所受回复力为零 D.摆球经过平衡位置时所受合外力为零,课堂练习,C,2.由单摆作简谐运动的周期公式,可知:(,A.摆长无限减小,可以使振动周期接近于零 B.同一单摆在月球表面的摆动周期一定比地球表面的周期长 C.单摆的振动周期与摆球的质量无关 D.单摆的振动周期与摆角无关,所以摆角可以是300,BC,课堂练习,二、单摆的应用实验测量重力加速度,思考：重力加速度与纬度有什么关系呢,自主学习,阅读书中14页15页“关于应用单摆测定重力加速度的实验研究”，知

4、道应用单摆测定重力加速度的实验目的、实验原理、实验步骤,实验目的,1、 用单摆测定当地的重力加速度,2、 会使用秒表,实验原理,当单摆摆角很小（小于10）时，可看作简谐运动，其固有周期为,由公式可得,故只要测定摆长l和单摆的周期T，即可算出重力加速度g,长约1米的（不可伸缩的）细线、小铁球、铁架台（连 铁夹）、米尺、游标卡尺、秒表,实验仪器,实验步骤,1在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆,2将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂,3测量单摆的摆长l：用米尺测出悬点到球心间的距离；或用

5、游标卡尺测出摆球直径2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l，则摆长l=l+r,4把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于10),使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T,6变更摆长重做两次,并求出三次所得的g的平均值,注意事项,1选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm。 2单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。 3注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过10，可通过估算振幅的办法掌

6、握。 4摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。 5计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低位置时，进行计数, 且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数,数据处理方法,1、列表法,2、图象法,T2,L,例1、某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测出几组周期T和摆长L值后，在T2L图象中描绘出了相应的点，如图所示，试在图中继续完成T2L图象，由该图象计算重力加速度的公式是_.(简要说明公式中各物理量的意义,图线的斜率所表示的物理意义 _ 当地的重力加速度g值 为_ （g值保 留三位有效数字,2.某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量

7、4种不同摆长情况单摆的振动周期，获得4组数据,以T2为纵轴、l为横轴作出的T2l关系图像如图,根据此图像回答问题： 本实验所使用的测量仪器有_ 本试验依据的物理原理_,秒表、米尺、游标卡尺,42/g,9.86m/s2,3.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议： A适当加长摆线 B质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D单摆偏离平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆摆动的周期 其中对提高测量结果精度有利的是,A C,解见下页,解,根据单摆的周期公式,可得,从该公式可看出，增大摆长l，有利于减小误差，提高测量结果精度；T对测量结果影响较大，采用累计法测量以减小误差，故D无法提高测量结果精度,对B来说，由于球体积较大，空气阻力也大，单摆振动次数少，不利于采用累计法测量周期；故B不利于提高测量结果精度,只有在小角度的情形下,单摆的周期才满足,综合上述，应选择A、C,南京市07届二模试卷12.( 2,12.（2）用图甲所示的实验装置演示单摆的振动图象，细砂从摆动着的漏斗的底部均匀漏出，纸板匀速移动，移动方向与摆动方向垂直，漏在纸板上的细砂排成粗细变化的一条曲线，如图乙