高中物理 11.4《单摆》课件 新人教版选修3-4.ppt

,第十一章：机械振动,第4节：单摆,1.了解什么是单摆，知道摆角很小时单摆的振动可以视为简谐运动。2.知道单摆的振动图象。3.知道单摆的周期与什么因素有关，了解周期公式，并能进行有关计算。4.会用单摆周期公式测量重力加速度。,通过课件知道单摆的特征，研究单摆的回复力的特点和单摆摆角的特点得到有关单摆一般规律性的结论，探究单摆是简谐振动分析单摆振动过程中周期情况，得出单摆的周期公式，通过课堂练习强化对单摆周期的理解和周期计算。教学难点：首先认识单摆，单摆是一种简谐振动，从而指出单摆回复力和摆角的特点，之后给学生单摆的周期公式。,一、单摆的概念：,1.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。,3.单摆是实际摆的理想化的物理模型。,2.实际摆能看成单摆的条件:,二、单摆的回复力,B,单摆的平衡位置,O,M,A,单摆的回复力,N,o,T,G,G2,G1,摆角,M,O,T,G,G2,G1,G2是使摆球振动的回复力。,方向：沿切线指向平衡位置,摆球重力的分力G2始终沿轨迹切向指向平衡位置O。,M,N,N,O,T,G,G2,G1,M,小角度下的近似：,近似成立条件：10,三、单摆的回复力表达方式：,N,O,T,G,G2,G1,M,F回=mgsin,单摆的回复力表达方式：,O,M,5的条件下：,位移方向与回复力方向相反,F回=kx,N,单摆振动是简谐运动,特征：回复力的大小与位移的大小成正比，回复力的方向与位移的方向相反。,条件：摆角5,四、单摆的周期,周期与摆球的质量是否有关?,周期与重力加速度是否有关?周期与振幅是否有关?,周期与摆长是否有关?,方法:控制变量法,1.单摆振动的周期-可能与哪些因素有关呢？,单摆的周期与质量单摆的周期与摆长单摆的周期与振幅,无关,有关,无关,这种与振幅无关的性质叫做单摆的等时性,2.单摆的周期,条件：摆角5,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。,荷兰物理学家惠更斯首先发现,摆长细绳长度小球半径,摆长、重力加速度都一定时，周期和频率也一定，通常称为单摆的固有周期和固有频率。,单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。,例题: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,4.单摆周期公式的应用,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。,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。,1、只有在摆角10的条件下，单摆的振动可看作简谐运动。,2、单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。,1.一个单摆，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。c.如果摆长增到4倍，周期将变为。d.如果将单摆从赤道移到两极，周期将_。e.如果将单摆从海面移到高山，周期将_。,不变,不变,变小,变