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文档简介
2.4单摆1.简谐运动回复力特点?3.简谐运动的位移时间图像:正弦曲线复习:2.表达式单摆模型:O摆球摆线单摆是理想化模型L线>>d球m线<<m球细线长度不可改变细线的质量与小球质量相比可以忽略球的直径与线的长度相比可以忽略空气阻力可以忽略球体积小,质量大细线形变量很小单摆1.定义:
如果细线的质量与小球比可以忽略,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。摆长L摆角θ摆球质量mABCDEF谁能看作单摆?单摆振动是简谐运动如何判断物体是否做简谐运动:理论推导小球的回复力是否满足F=-kx观察小球偏离平衡位置的位移时间图像是否满足正弦函数规律方法一方法二单摆运动的特点现象观察猜想:BAO2.单摆的回复力方向:沿切线指向平衡位置PθTGG2G1重力沿切线的分力提供回复力回复力大小:向心力大小:与该点速度方向一致,不断改变速度大小与该点速度方向垂直,只改变速度方向方向:沿半径指向悬点
x当θ很小时,x≈弧长F=G1=mgsinθ位移方向与回复力方向相反摆角θ<5°的单摆运动可认为是简谐运动沿切线方向:合力是重力分力G2,按效果称为回复力沿半径方向:合力是轻绳拉力和重力分力G1之和,按效果称为向心力思考题拓展BAOPθTGG2G1综上,在摆角很小的情况下,单摆做简谐振动。结论:单摆振动的x-t图象是一条正弦(余弦)函数图像。单摆周期
单摆做简谐运动的周期T与摆长L的二次方根成正比,与重力加速度g的二次方根成反比,与振幅、摆球质量无关.单摆的周期公式:微思考?
摆球经过平衡位置时,合外力是否为0,?摆球到达最大位移处时,v=0,加速度是否为0?提示:平衡位置不是平衡状态,有向心加速度,回复力为0,合外力不为0,;在最大位移处加速度不为0.课堂练习
1.将单摆的周期变为原来的4倍,下面措施正确的是(
)A.将摆球的质量变为原来的1/4B.只将振幅变为原来的2倍C.将摆长变为原来的4倍D.只将摆长变为原来的16倍2.有一单摆,其摆长l=1.02m,摆球的质量为0.
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