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课件网) 2.3 单摆 1.理解单摆振动的特点及它做简谐运动的条件. 2.掌握单摆振动的周期公式. 3.观察演示实验，概括出周期的影响因素，由实验现象得出物理结论. 学习目标 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 ———单摆的运动. l 1.在细线的一端拴一小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置就叫作单摆. 2.单摆是实际摆的理想化模型 一、认识单摆 下列装置能否看作单摆？ 橡 皮 绳 粗麻绳 细绳 细绳 细绳 √ × × × × 塑料球 铁球 悬点： 摆线： 摆球： 轻而长、几乎不可伸缩 固定 小而重 理想化条件 细绳 细绳绕在柱上 √ × 铁球 铁球 例1：用下列哪些材料能做成单摆（ ） A.长为1米的细线 E.直径为5厘米的泡沫塑料球 B.长为1米的细铁丝 F.直径为1厘米的钢球 C.长为0.2米的细丝线 G.直径为1厘米的塑料球 D.长为1米的麻绳 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） 小试牛刀 摆长 l=l′ +r θ 偏角 l′ r 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 单摆振动是不是简谐运动？ 判断物体是否做简谐运动的方法： （1）根据物体的振动图像去判断 （2）根据回复力的规律F=-kx去判断 所有简谐运动图像都是＿＿＿＿＿＿＿． 正弦或余弦曲线 从单摆的振动图像判断 A －A t/s x/cm T 用沙漏描绘单摆的s-t图像 1.平衡位置：最低点O 2.受力分析：重力G 弹力T 3.运动过程分析： 以点Ｏ为平衡位置的机械振动 以悬点Ｏ′为圆心的圆周运动 二、单摆的振动 C B A O θ T Ｏ′ G 4.力与运动的关系： 沿切线方向机械振动： 回复力为重力沿切线方向的分力G2 回复力大小： 沿半径方向圆周运动： 向心力大小： 注：回复力不是重力和拉力的合力 C B A O θ T Ｏ′ G G2 G1 5.单摆的回复力表达方式： F回= G切=-mgsinθ 当θ很小时（θ＜5°） ， F回= G切=-mgsinθ 位移方向与回复力方向相反 x 摆长l 6.在摆角很小（θ＜5°）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. 例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 B 小试牛刀 在最低点（即平衡位置），小球所受的合力为零吗？ 【思考与讨论】 小球运动到最低点时，水平方向合力是零，竖直方向合力不是零. 单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢？ 周期与振幅是否有关 周期与摆球的质量是否有关 周期与重力加速度是否有关 探究方法：控制变量法 三、单摆的周期 周期与摆长是否有关 荷兰物理学家惠更斯得出单摆振动的周期公式： 三、单摆的周期 惠更斯（荷兰） 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. 注意事项 (1)摆长l：悬点到球心的距离 (2)适用条件：单摆做简谐运动. θ＜5° (3) 利用单摆测重力加速度 结论 单摆振动的周期 1.与振幅无关———单摆的等时性 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 1.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 随堂检测 B 2.下列哪些情况可使单摆（ ＜5°）的振动周期增大（ ） A.摆球的质量增大 B.摆长增大 C.单摆由赤道移到北极 D.增大振幅 B 随堂检测 3.一个单摆，周期是T. a. 如果摆球质量增到2倍，周期将_____； b. 如果摆的振幅增到2倍，周期将__ ... ...
