人教版高中物理课件第十一章机械振动11.4单摆3

1、11.4 11.4 单单 摆摆摆角摆角正弦值正弦值弧度值弧度值10.017540.0174520.034900.0349130.052340.0523640.069760.0698150.087160.0872760.104530.1047270.121870.1221780.139170.1396390.156430.15708100.173650.17445110.190810.19189120.207910.20934130.224950.22678140.241920.24423150.258820.26167200.342020.34889300.500000.52334450.70

2、7110.78539600.866031.04667901.000001.57079法国物理学家傅科法国物理学家傅科（1819186818191868）于于18511851年做了一次年做了一次成功的摆动实验，成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎的实验在法国巴黎的一个圆顶大厦进行，一个圆顶大厦进行，摆长摆长6767米，摆锤重米，摆锤重2828公斤，悬挂点经公斤，悬挂点经过特殊设计使摩擦过特殊设计使摩擦减少到最低限度。减少到最低限度。 傅科设置的摆每经过傅科设置的摆每经过一个周期的震荡，在一个周期的震荡，在沙盘上画出的轨迹都沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹会偏离原来

3、的轨迹（准确地说，在这个（准确地说，在这个直径直径6米的沙盘边缘，米的沙盘边缘，两个轨迹之间相差大两个轨迹之间相差大约约3毫米）。毫米）。“地球真地球真的是在转动啊的是在转动啊”，有，有的人不禁发出了这样的人不禁发出了这样的感慨。的感慨。 伽利略（伽利略（galileo galileo galileigalilei，1564-1564-16421642），意大利物理），意大利物理学家、天文学家和哲学家、天文学家和哲学家，近代实验科学学家，近代实验科学的先驱者。的先驱者。 伽利略著有伽利略著有星际使星际使者者、关于太阳黑关于太阳黑子的书信子的书信、关于关于托勒玫托勒玫和和哥白尼哥白尼两大两大世界

4、体系的对话世界体系的对话和和关于两门新科学的关于两门新科学的谈话和数学证明谈话和数学证明。 克里斯蒂安克里斯蒂安惠更斯惠更斯(christiaan huygens，1629年年04月月14日日1695年年07月月08日日)荷兰荷兰物理学家物理学家、天文学家、数学家、他是天文学家、数学家、他是介于伽利略与牛顿之间一介于伽利略与牛顿之间一位重要的物理学先驱位重要的物理学先驱,是历是历史上最著名的物理学家之史上最著名的物理学家之一，他对力学的发展和光一，他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然卓越的成就，是近

5、代自然科学的一位重要开拓者。科学的一位重要开拓者。 单摆的周期单摆的周期摆角摆角很小时，单摆做的是简谐运动，单摆的周期与什很小时，单摆做的是简谐运动，单摆的周期与什么因数相关呢？么因数相关呢？实验方法：控制变量法实验方法：控制变量法摆球质量相同，振幅相同，观察周期摆球质量相同，振幅相同，观察周期t与摆长与摆长l的关系？的关系？摆球质量相同，摆长摆球质量相同，摆长l相同，观察周期相同，观察周期t与振幅的关系？与振幅的关系？摆长摆长l相同，振幅相同，观察周期相同，振幅相同，观察周期t与摆球质量的关系？与摆球质量的关系？猜测影响单摆周期的可能因素：振动幅度、摆球质猜测影响单摆周期的可能因素：振动幅度

6、、摆球质量、摆线长度量、摆线长度实验注意事项：（阅读教材第实验注意事项：（阅读教材第15页）页）实验步骤：实验步骤：1、正确组装、合理摆放、正确组装、合理摆放2、测量摆线长度、测量摆线长度3、在平衡位置摆放标记物、在平衡位置摆放标记物4、测量不小于、测量不小于30次全振动的时间次全振动的时间5、收拾仪器、收拾仪器6、分析数据，寻找规律、分析数据，寻找规律实验探究单摆的周期与摆长的关系：实验探究单摆的周期与摆长的关系：设计表格、记录数据：设计表格、记录数据：摆线长度摆线长度摆球直径摆球直径计算摆长计算摆长 （l）30次全振次全振动的时间动的时间周期（周期（t）在同一个地方，单摆周期在同一个地方，

7、单摆周期t与摆球质量和摆动的幅度无与摆球质量和摆动的幅度无关，仅与摆长关，仅与摆长l有关系，且摆长越长，周期越大有关系，且摆长越长，周期越大荷兰物理学家惠更斯荷兰物理学家惠更斯（1629-16951629-1695）通过实验进一步找到：）通过实验进一步找到： 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、摆球的质量无关度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关glt2实验结论实验结论单摆的周期公式：单摆的周期公式：实验表明单摆周期还与单摆所在处的重力加速度有关。实验表明单摆周期还与单摆所在处的重力加速度有关。 g

8、越小越小t越大。越大。 小结小结:1.1.单摆：理想化的物理模型在单摆：理想化的物理模型在细线细线的一端拴上一个的一端拴上一个小球小球，另一端，另一端固定固定在悬点上，如果线的在悬点上，如果线的伸缩和质量可伸缩和质量可以忽略不计以忽略不计，摆线长比小球直径大得多摆线长比小球直径大得多，这样的装置，这样的装置叫单摆叫单摆glt23.3.单摆的周期公式：单摆做单摆的周期公式：单摆做简谐运动简谐运动的周期跟的周期跟摆长摆长的的平方根成正比，跟平方根成正比，跟重力加速度重力加速度的平方根成反比，跟的平方根成反比，跟振振幅、摆球的质量幅、摆球的质量无关无关单摆的周期公式：单摆的周期公式：2.2.单摆做简

9、谐的条件：在单摆做简谐的条件：在摆角很小摆角很小的情况下的情况下，单摆所单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反，单摆做受回复力跟位移成正比且方向相反，单摆做简谐运简谐运动动练习：练习：2.单摆作简谐运动时的回复力是：单摆作简谐运动时的回复力是：a.摆球的重力摆球的重力 b.摆球重力沿圆弧切线的分力摆球重力沿圆弧切线的分力c.摆线的拉力摆线的拉力 d.摆球重力与摆线拉力的合力摆球重力与摆线拉力的合力b1、关于单摆的振动，以下说法正确的是、关于单摆的振动，以下说法正确的是( )a.摆球摆到最高点时，所受合外力为零摆球摆到最高点时，所受合外力为零 b.摆球摆到最高点时，所受合外力指向悬点摆球摆到最高点

10、时，所受合外力指向悬点c.摆球摆到最低点时，所受合外力指向悬点摆球摆到最低点时，所受合外力指向悬点 d.摆球摆到最低点时，所受合外力为零摆球摆到最低点时，所受合外力为零.c3、若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的、若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，倍，摆球经过平衡位置的速度变为原来的摆球经过平衡位置的速度变为原来的1/2，则单摆振，则单摆振动的（动的（ ） a.频率不变，振幅不变频率不变，振幅不变 c.频率改变，振幅改变频率改变，振幅改变 b.周期不变，周期不变，振幅振幅改变改变 d.周期改变，振幅不变周期改变，振幅不变4、在下述哪些情况下单摆的简谐振动周期会变大、在下述哪些情况下单摆的简谐振动周期会变大( )a.摆球质量增大摆球质量增大 c.单摆由赤道移