单摆 新课教学

课件14张PPT。单 摆 教学目标1、知道什么是单摆。2、理解摆角很小时单摆的振动是简谐振动。3、知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。一、引入1、简谐运动的概念是什么？2、简谐运动的振幅，周期，频率物理意义是什么？为什么称为固有周期？3、历史故事：伽利略观察．思考．实验二、新授1、单摆的概念 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，这样的装置就叫做单摆。2、实验：是振动吗？是简谐振动吗？进入课堂研究方法数学方法研究能否作出S－t图象？物理数学方法受力分析，看F＝－KX是否成立？3、单摆在运动过程中的力如图，当θ很小时单摆的摆动是简谐振动。当θ很小时，sin θ=x/lF= — mgx/lF= —kx在偏角α小于50的情况下，单摆所受的回复力与偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，单摆做简谐运动。知识准备3、单摆振动的周期－可能与哪些因素有关呢？A、单摆运动的周期与振幅的关系B、单摆运动的周期与摆长的关系C、单摆运动的周期与质量的关系结论：单摆做简谐运动的周期T跟摆长l的二次方根成正比，跟重力加速度g的二次方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关。单摆是实际摆的理想化。单摆既是一种装置的理想模型，又是一种理想的摆动4、单摆的应用(1).惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，摆的周期可以通过改变摆长来调节，计时很方便。(2).单摆的周期和摆长容易用实验准确地测定出来，所以可利用单摆准确地测定各地的重力加速度。由得：用秒表测出单摆的周期T和摆长L，就可以计算出当地的重力加速度g 最初的发现 1564年2月15日，伟大的物理学家伽利略出生于意大利比萨城的一个没落贵族家庭。他出生不久，全家就移居到佛罗伦萨近郊的一个地方。在那里，伽利略的父亲万桑佐开了一个店铺，经营羊毛生意。 　孩提时的伽利略聪明可爱，活泼矫健，好奇心极强。他从不满足别人告诉的道理，喜欢亲自探索、研究和证明问题。对于儿子的这些表现，万桑佐高兴极了，希望伽利略长大后从事既高雅、报酬又丰厚的医生职业，1581年，万桑佐就把伽利略送到比萨大学学医。可是，伽利略对医学没有兴趣，他却把相当多的时间用于钻研古希腊的哲学著作，学习数学和自然科学。 　伽利略是一位虔诚的天主教徒，每周都坚持到教堂做礼拜。1582年的一天，伽利略到教堂作礼拜。礼拜开始不久，一位修理工人不经意触动了教堂中的大吊灯，使它来回摆动。摆动着的大吊灯映入了伽利略的眼帘，引起他的注意。伽利略聚精会神地观察着，脑海里突然闪出测量吊灯摆动时间的念头，凭着学医的经验，伽利略把右手指按到左腕的脉搏上计时，同时数着吊灯的摆动次数。起初，吊灯在一个大圆弧上摆动，摆动速度较大，伽利略测算来回摆动一次的时间。过了一阵子，吊灯摆动的幅度变小了，摆动速度也变慢了，此时，他又测量了来回摆动一次的时间。让他大为吃惊的是，两次测量的时间是相同的。于是伽利略继续测量来回摆动一次的时间，直到吊灯几乎停止摆动时才结束。可是每次测量的结果都表明来回摆动一次需要相同的时间。通过这些测量使伽利略发现：吊灯来回摆动一次需要的时间与摆动幅度的大小无关，无论摆幅大小如何，来回摆动一次所需时间是相同的。即吊灯的摆动具有等时性，这就是伽利略最初的发现。 伽利略的脉搏仪 伽利略带着初次发现的喜悦回到自己的房间，但是他并没有就此罢休。伽利略是一位十分认真又喜欢研究问题的人，根本不会满足只从一次实验中得到的结果。对于自然现象，他总是反复进行实验研究，通过严密推理探索客观规律，对单摆规律的研究也是如此。 伽利略回到房间后，到处寻找实验所需要的东西。他找来丝线、细绳、大小不同的木球、铁球、石块、铜球等实验用品，在他的桌子上堆 ... ...