高中物理 第一章 机械振动 第2讲 单摆课件 教科版选修34.ppt_第1页
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第2讲单摆 目标定位 1 知道什么是单摆 2 理解偏角很小时单摆的振动是简谐运动 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它进行计算 一 单摆的简谐运动1 如图1 若忽略悬挂小球的细线 的微小变化和 且线长比球的 大得多 这样的装置就叫做单摆 长度 质量 直径 2 在偏角很小的情况下 单摆摆球所受的回复力与偏离平衡位置的位移成 因而单摆在 时的振动是简谐运动 想一想单摆的回复力是否就是单摆所受的合外力 答案不是 单摆的运动可看作是变速圆周运动 其合力可分解为指向圆心的法向力和沿圆周切线的切向力 在沿圆周切线的切向力作用下 单摆做的是简谐运动 因而单摆的回复力只是其所受合力的一个分力 正比 偏角很小 摆长l 重力加速度g 振幅 摆球的质量 1 单摆 1 单摆是实际摆的理想化模型 2 实际摆看作单摆的条件 摆线的形变量与摆线长度相比小得多 悬线的质量与摆球质量相比小得多 摆球的直径与摆线长度相比小得多 一 单摆及单摆的回复力 注意 1 单摆经过平衡位置时 回复力为零 但合外力不为零 2 单摆的回复力为小球受到的沿切线方向的合力 而不是小球受到的合外力 例1 对于单摆的振动 以下说法中正确的是 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 借题发挥单摆振动的回复力是重力在切线方向的分力 或者说是摆球所受合外力在切线方向的分力 摆球所受的合外力在摆线方向的分力作为摆球做圆周运动的向心力 所以并不是合外力完全用来提供回复力 因此摆球经过平衡位置时 只是回复力为零 而不是合外力为零 此时合外力提供摆球做圆周运动的向心力 针对训练关于单摆 下列说法中正确的是 a 摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置b 摆球受到的回复力是它的合力c 摆球经过平衡位置时 所受的合力为零d 摆角很小时 摆球受的合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比解析单摆的回复力不是它的合力 而是重力沿圆弧切线方向的分力 当摆球运动到平衡位置时 回复力为零 但合力不为零 因为小球还有向心力 方向指向悬点 即指向圆心 另外摆球所受的合力与位移大小不成正比 故a正确 答案a 例2 在 探究单摆的周期和摆长的关系 实验中 1 下列说法正确的是 a 悬线越短越好b 悬线上端固定且摆角要小c 摆球应在竖直平面内摆动d 摆球摆至最高点时开始计时 2 以摆球通过平衡位置时开始计时 用停表记下摆球通过平衡位置n次所用的时间t 则单摆周期t 用米尺量出悬线的长度l0 用游标卡尺量出摆球的直径d 则摆长l 例3 一个单摆和一个弹簧振子 在上海调节使得它们的振动周期相等 设为t 现在把它们一起拿到北京 若不再做任何调节 设这时单摆的振动周期为t1 弹簧振子的振动周期为t2 则它们的周期大小的关系为 a t1t2 td t1 t2 t解析弹
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