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文档简介
11.4单摆以下摆是否是单摆:粗麻绳
细绳橡皮筋
②③④①AOO’A
用下列哪些材料能做成单摆:A.长为1米的细线B.长为1米的细铁丝C.长为0.2米的细丝线D.长为1米的麻绳E.直径为5厘米的泡沫塑料球F.直径为1厘米的钢球G.直径为1厘米的塑料球H.直径为5厘米的钢球AF悬线:细、长、伸缩可以忽略摆球:小而重(即密度大)思考:单摆振动是不是简谐运动?(1)单摆图像(2)回复力摆长
L=L0+Rθ摆角或偏角摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离二、单摆的回复力
1、受力分析:重力拉力BAOG2G1TGQ方向:沿切线指向平衡位置3、回复力来源:大小:F回=G2=Gsinθ=mgsinθθ重力沿切线方向的分力G22、平衡位置:最低点OxxxF回=G2=Gsinθ
=mgsinθ≈mgθL≈mgLX位移方向与回复力方向相反F回=-kx
F回=mgL
X–x当θ很小时,x≈弧长=Lθsinθ≈θ(k=mgL)结论在摆角很小的情况下,摆球所受的回复力跟位移大小成正比,方向始终指向平衡位置(即与位移方向相反),因此单摆做简谐运动一般摆角α<10°三、单摆的周期单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢?1、周期与振幅是否有关?2、周期与摆球的质量是否有关?3、周期与摆长是否有关?演示演示演示结论单摆振动的周期1、与振幅无关——单摆的等时性伽利略首先发现的2、与摆球的质量无关3、与摆长有关——摆长越长,周期越大4、与当地的重力加速度有关——重力加速度越大,周期越小单摆振动的周期公式:
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。荷兰物理学家惠更斯首先发现四、单摆周期公式的应用1、惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器.2、用单摆测定重力加速度。
1、下列关于单摆的说法正确的是()
A.摆球经过平衡位置时其合力为零. B.摆球经过平衡位置时其回复力为零.C.单摆作简谐运动的回复力是由摆球重力与摆线拉力的合力提供的.D.单摆作简谐运动的回复力是由摆球重力沿圆弧切线的分力提供的.课堂训练2、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
。B.摆球摆到最高点时,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
。D.摆球摆到最低点时,所受合外力为零。3、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
B.摆长减小C.单摆由赤道移到北京D.单摆由海平面移到高山顶上4、一位广州人冬天去哈尔滨旅游,在一家大型超市以高价购买了一台精致的摆钟,买的时候发现它走时很准。回到广州不到两天就走时相差一分多钟。于是大呼上当,心里极其气愤。后来,他求助了“消费者权益保护协会”,准备与该超市打一场索赔官司,消费者协会调查研究发现产品货真价实,那么问题出在哪儿呢?小结1、单摆的理想化模型: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,球的直径比线长短得多。2、单摆运动的性质:
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