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课件网) 第四节 单摆 生活观察 秋千的摆动 钟摆的摆动 游乐大摆锤的摆动 思考： 1.以上物体在做什么运动？ 2.摆动物体的特点，你是否可以简化出一种新的理想化的物理模型呢？ 一、单摆 1.定义：摆球+摆线组成的系统 2.条件： （1）不计空气阻力 （2）摆球：看成质点 （3）摆线：不计质量，不可伸长， L线>>d球 理想化模型 ———质量大体积小 一、单摆 练习：以下图中是否表示单摆？ 橡皮筋 ② 粗麻绳 ③ 细绳 ① ④ × × × × 长细线 ⑤ 钢球 √ 二、单摆的回复力 问题：单摆的振动是否为简谐运动？ 方法一：单摆的x-t图象是否满足正弦规律 方法二：振动方向F=-kx O O' mg T 二、单摆的回复力 1.平衡位置：最低点O 2.回复力来源： 切向： 径向： 回复力： （向心力） （回复力） θ 正弦值 弧度值 1° 0.01754 0.01745 2° 0.03490 0.03491 3° 0.05234 0.05236 4° 0.06976 0.06981 5° 0.08716 0.08727 6° 0.10453 0.10472 7° 0.12187 0.12217 8° 0.13917 0.13963 二、单摆的回复力 近似1：θ小，sinθ≈θ 近似2：x ≈弧长= L θ 公式变形： x 单摆在竖直面内的摆动是简谐运动 当最大摆角很小时（ θ ＜5°）, 三、单摆的周期 问题1：单摆振动的周期与哪些因素有关呢？ 猜想：振幅？质量？摆长？重力加速度？ 实验方法：控制变量法 三、单摆的周期 问题1：单摆振动的周期与哪些因素有关呢？ 猜想：振幅？质量？摆长？重力加速度？ 实验方法：控制变量法 实验结论： 单摆振动周期与小球质量，振幅无关，只与摆长有关；摆长越长，周期越长。 三、单摆的周期 问题2：周期与摆长的定量关系是怎样的呢？ 猜想： ？ 新课教学 三、单摆的周期 问题2：周期与摆长的定量关系是怎样的呢？ 猜想： 实验结论： ？ 三、单摆的周期 1.惠更斯原理：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。 2.公式: 3. 单摆周期跟振幅、摆球的质量无关 4.区分弹簧振子： 条件：摆角α <5° 摆长:悬点；细绳长度＋小球半径 纬度↑，g↑ 高度↑，g↓ 三、单摆的周期 5.应用： (1)计时器：利用等时性 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). 秒摆：周期为2s (2)测定当地的重力加速度g 四、课堂小结 单摆 1.理想化模型 2.摆角小时，简谐运动 受力强调振动方向的情况 3.周期 五、课堂练习 1. 对于单摆,下列说法正确的是( ) A.单摆振动时,摆球受到的向心力大小处处相等 B.单摆运动的回复力就是摆球受到的合力 C.摆球经过平衡位置时所受回复力为零 D.摆球经过平衡位置时所受合外力为零 答案:C 五、课堂练习 2.某单摆由1 m长的摆线连接一个直径2 cm的铁球组成，关于单摆周期，下列说法中正确的是( ) A.用大球替代小球，单摆的周期不变 B.摆角从5°改为3°，单摆的周期会变小 C.用等大的铜球替代铁球，单摆的周期不变 D.将单摆从赤道移到北极，单摆的周期会变大 C 单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。 五、课堂练习 3.如图所示单摆，小球在A、B之间作小角度的往返运动，则（ ） A．小球的质量越大，其振动的频率越大 B．OA、OB之间夹角越小，小球振动的频率越小 C．摆长越长，小球振动的频率越小 D．将整个装置移至我国空间站“天和”核心舱中，小球振动的频率减小 答案:C 五、课堂练习 4.(多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，下列说法中正确的是( ) A．甲、乙两单摆的摆长相等 B．甲摆的振幅比乙摆大 C．甲摆的机械能比乙摆大 D．在t＝0.5 s时有正向最大 加速度的是乙摆 ABD 五、课堂练习 5.置于水平面的支架上吊着一只装满细沙的小漏斗，让漏斗左右摆动，于是桌面上漏下许多沙子，一段时 ... ...
