高二物理选修3-4-114、单摆课件

单摆单摆高二物理选修3-4-11

生活中经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内摆动。我们用细线悬挂着的小球来研究摆动的规律。L

生活中经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内摆动。我们用

1.如右图，一根不可伸长的细线下面悬挂一个小球,且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忽略，这样的装置就叫做单摆。单摆是实际摆的理想化模型。一.单摆L1.如右图，一根不可伸长的细线下面悬挂一个小球,且下列装置哪个能看作单摆？ABCDEF(F)下列装置哪个能看作单摆？ABCDEF(F)

2.单摆是一种理想化的物理模型，理想化条件是：(1).单摆的摆长L远大于摆球的直径d，即L》d。(2).单摆摆球质量M远大于摆线质量m，即M》m。

(3).摆线柔软且伸长量很小。2.单摆是一种理想化的物理模型，理摆长

L=L0+R摆线长

L03.单摆的结构θ摆角摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离偏角:摆球摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角摆长L=L0+R摆线长L03.单摆的结构θ摆角摆长悬线：细、长、柔、伸缩可以忽略摆球：小而重（即密度大）1.一般实验时用下列哪些材料做成单摆较合适()A.长为1米的细线

B.长为0.2米的细铁丝

C.直径为5厘米的泡沫塑料球

D.直径为1厘米的钢球AD课堂练习悬线：细、长、柔、伸缩可以忽略摆球：小而重（即密度大）1.一思考单摆振动是不是简谐运动？

根据回复力的规律是否满足F=-kx形式去判断?思考单摆振动是不是简谐运动？根据回复力的规律是否满足F=-高二物理选修3-4-11C

2、受力分析:BAO3、回复力来源：重力沿切线方向的分力G21、平衡位置大小：G2=mgsinθθTGG2G1最低点O二.单摆的回复力C2、受力分析:BAO3、回复力来源：重力沿切线方向的分力摆角θ正弦值弧度值

1°0.017540.01745

2°0.034900.03491

3°0.052340.05236

4°0.069760.06981

5°0.087160.08727

6°0.104530.10472

7°0.121870.12217

8°0.139170.13963在摆角小于5度的条件下：Sinθ≈θ（弧度值）摆角θ正弦值弧度值1°0.017540.01745高二物理选修3-4-11

x当θ很小时，x≈弧长=LθF＝G2=mgsinθ位移方向与回复力方向相反sinθ≈θPO位移方向:由O指向P回复力方向:由P指向Ox当θ很小时，x≈弧长=LθF＝G2=mgsinθ位移方结论在摆角很小（θ<5°

）的情况下，摆球所受的回复力跟它偏离平衡位置的位移成正比，方向总是指向平衡位置，因此单摆做简谐运动。结论在摆角很小（θ<5°）的情况下，摆球所受2.单摆作简谐运动时的回复力是（）

A.摆球的重力

B.摆球重力沿圆弧切线的分力

C.摆线的拉力

D.摆球重力与摆线拉力的合力课堂练习B2.单摆作简谐运动时的回复力是（）课堂练习BA.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。C课堂练习3.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。C课堂练习3.单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢？2.周期与振幅是否有关?1.周期与摆球的质量是否有关?3.周期与摆长是否有关?三.单摆的周期探究方法：控制变量法单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢？2.周期与振幅是高二物理选修3-4-112.与振幅无关——单摆的等时性。1.与摆球的质量无关。3.与摆长有关——摆长越长，周期越大。实验总结2.与振幅无关——单摆的等时性。1.与摆球的质量无关。3.与惠更斯，荷兰物理学家,他通过大量实验得到周期的计算公式，他还设计了用来计时的摆钟。2.单摆的周期公式：glTp2=结论1.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。惠更斯，荷兰物理学家,他通过大量实验得到周期的计算公式，他还4.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D课堂练习4.在下述哪些情况下单摆的简谐振动周期会变大(１.利用它的等时性计时四.单摆的应用惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（1657年获得专利权）。周期T=2s的单摆叫做秒摆２.测定重力加速度１.利用它的等时性计时四.单摆的应用惠更斯在16565.一摆长为L的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子，这个单摆的周期应该怎么算？L课堂练习5.一摆长为L的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子，这个单

本课小结1.一根不可伸长的细线下面悬挂一个小球,且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忽略，这样的装置就叫做单摆。2.单摆做简谐的条件：在摆角很小的情况下(θ<5°)，单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反，单摆做简谐运动。3.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。