高中物理单摆带例题练习题答案可爱课件

1、2、摆长、摆长:悬点到摆球重心的距离叫摆长。悬点到摆球重心的距离叫摆长。1、单摆、单摆:细线一端固定在悬点，另一端系细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果细线的质量与小球相比可一个小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比也可以以忽略；球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。忽略，这样的装置就叫做单摆。摆长摆长 L=L0+RL0摆线质量摆线质量m 远小于摆球质量远小于摆球质量 M，即，即m M 3、单摆理想化条件是：、单摆理想化条件是：摆球所受空气阻力远小于摆球重力及绳的拉力，可摆球所受空气阻力远小于摆球重力及绳的拉力，可忽略不计。忽略不计。摆球的直径摆

2、球的直径 d 远小于单摆的摆长远小于单摆的摆长，即，即 d 摆线的伸长量很小，可以忽略。摆线的伸长量很小，可以忽略。4、单摆是对现实摆的抽象，是一种理想化的物理模型、单摆是对现实摆的抽象，是一种理想化的物理模型小球小球的半的半径为径为R单摆的振动周期与哪些因素有关呢？单摆的振动周期与哪些因素有关呢？、猜想、猜想2、实验探究、实验探究 方法方法:控制变量法控制变量法 3、实验结论：、实验结论： (1) 当摆角很小时，周期与振幅无关当摆角很小时，周期与振幅无关 (2)周期与摆球质量无关周期与摆球质量无关 (3)单摆振动的周期与摆长有关单摆振动的周期与摆长有关;单摆单摆周期的平方与摆长成正比周期的平

3、方与摆长成正比如何验证猜想如何验证猜想?实验探究实验探究理论探究理论探究 在伽利略发现了单摆的等时性后，另在伽利略发现了单摆的等时性后，另一个叫一个叫惠更斯惠更斯的荷兰科学家又做了进一步的荷兰科学家又做了进一步的研究，确定了单摆振动的周期与摆长的的研究，确定了单摆振动的周期与摆长的平方根成正比的关系：平方根成正比的关系：LT 惠更斯惠更斯于于1656年发明了世界上第一个年发明了世界上第一个用摆的摆动来计时的时钟。用摆的摆动来计时的时钟。单摆振动是简谐运动吗？单摆振动是简谐运动吗？如何验证？如何验证？从单摆的受力特征判断从单摆的受力特征判断简谐运动的回复力特征简谐运动的回复力特征:回复力的大小与

4、位移的大小成正比，回回复力的大小与位移的大小成正比，回复力的方向与位移的方向相反，复力的方向与位移的方向相反，F= -kxMAG1G2TGo摆球重力的分力摆球重力的分力G2始终沿始终沿轨迹切向指向平衡位置轨迹切向指向平衡位置O。G2是使摆球振动的回复力是使摆球振动的回复力A，xd当摆球运动到当摆球运动到A,点时，摆线与点时，摆线与 竖直方向的夹角为竖直方向的夹角为，摆球偏，摆球偏离平衡位置的位移为离平衡位置的位移为x，摆长，摆长为为lF=G2=mgsin 小球摆动的回复力小球摆动的回复力F为为:sin = d / l角度角度sin弧度值弧度值1o0.017540.017542o0.034900

5、.034913o0.052340.052364o0.069760.069815o0.087160.087276o0.104530.104727o0.121870.122178o0.139170.13863仔细观察下面表格：你能得到什么结论？仔细观察下面表格：你能得到什么结论？ 当当角很小（角很小（50）时，角的正弦值近似）时，角的正弦值近似等于等于所对应的弧度值，即所对应的弧度值，即sinxlmgsinmgF弧长弧长弦长弦长= xlxsin回复力的方向与位移的方向回复力的方向与位移的方向:相反相反xlmgF回复力回复力lx半径半径弧长弧长2、结论：在摆角很小、结论：在摆角很小( 50)的情况，

6、单摆的情况，单摆的振动是简谐运动的振动是简谐运动kx1、根据数据推理得、根据数据推理得荷兰物理学家惠更斯荷兰物理学家惠更斯l：摆长摆长( (悬点到小球重心的距离悬点到小球重心的距离) )g：当地重力加速度当地重力加速度四、单摆的周期公式四、单摆的周期公式kmT2简谐运动的周期公式简谐运动的周期公式代入代入将将lmgk glT21、计时器（利用单摆的等时性）、计时器（利用单摆的等时性）2、测定重力加速度、测定重力加速度 惠更斯在惠更斯在1656年首先利用年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时摆的等时性发明了带摆的计时器（器（1657年获得专利权）年获得专利权）glT 2 224Tlg 1、有效摆长

7、：摆球做圆周运动的半径、有效摆长：摆球做圆周运动的半径例例1、如图所示，为一双线摆，它、如图所示，为一双线摆，它是在水平天花板上用两根等长的细是在水平天花板上用两根等长的细线悬挂一个小球而构成的。已知细线悬挂一个小球而构成的。已知细线长为线长为l，摆线与天花板之间的夹，摆线与天花板之间的夹角为角为。求小球在垂直于纸面方向。求小球在垂直于纸面方向作简谐运动时的周期。作简谐运动时的周期。 gsinlT22、有效重力加速度：、有效重力加速度：摆球在平衡位置相对悬点静止时，摆线的拉力摆球在平衡位置相对悬点静止时，摆线的拉力与摆球质量的比值与摆球质量的比值(1)与地理位置有关与地理位置有关(2)与运动状

8、态有关与运动状态有关(3)与物理环境有关与物理环境有关例例2、走时准确的摆钟从北京移到广州，是变慢了还、走时准确的摆钟从北京移到广州，是变慢了还是变快了？是变快了？例例4、如图所示，求在以加速度、如图所示，求在以加速度a匀加速上匀加速上升的升降机内单摆的周期（摆长为升的升降机内单摆的周期（摆长为l）。）。 例例3、如图所示，在倾角为、如图所示，在倾角为的光滑斜的光滑斜面上，用长为面上，用长为l 的细线栓一个小球，当的细线栓一个小球，当它做小角度摆动时，周期是多少？它做小角度摆动时，周期是多少？变慢了变慢了singlT2aglT2aa例例5、如图所示，若单摆处于沿水平方向、如图所示，若单摆处于沿水平方向作匀加速直线运动的系统内，单摆的摆作匀加速直线运动的系统内，单摆的摆长为长为l，系统水平向右的加速度为，系统水平向右的加速度为a，摆球，摆球的质量为的质量为m，求这一单摆的周期。，求这一单摆的周期。 222galT例例6、如图所示，长为、如图所示，长为l 的绝缘细线下端的绝缘细线下端系一带电量为系一带电量为+q、质量为、质量为m的小球，整的小球，整个装置处于场强为个装置处于场强为E方向竖直向下的匀方向竖直向下的