高中物理 1.3 单摆课件 鲁科选修34.ppt

第三节单摆 1 单摆 在细线的一端拴上一个小球 另一端固定在悬点上 如果线的伸缩和质量可以忽略不计 球的直径比线长短得多 这样的装置叫单摆 悬点 固定细线 不可伸缩 质量不计 长 摆球 小 质量大 单摆的振动 回复力大小 2 向心力大小 1 单摆是以 点为平衡位置的振动 x s 仔细观察下面表格 你能得到什么结论 当 角很小 5 时 角的正弦值近似等于 所对应的弧度值 即sin 很小时 x 单摆做简谐运动的条件 回复力大小 很小时 在摆角很小的情况下 5 单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反 单摆做简谐运动 猜想 1 摆球质量m 2 振幅a 摆角 3 摆长l 4 重力加速度g实验方法 控制变量法如何设计实验方法 实验验证 实验与探究 探究单摆周期与哪些因素有关 实验结论 1 单摆振动的周期与摆球质量无关 当摆角 5 时 单摆振动的周期与振幅无关 单摆的等时性 2 单摆振动的周期与摆长有关 摆长越长 周期越大 3 单摆振动的周期与重力加速度有关 重力加速度越大 周期越小 实验与探究 探究单摆周期与哪些因素有关 t与l的定量关系做出如下猜测 t l t l2 t l1 2 如何确定关系 作出图像 如果是过原点的直线则成正比 实验与探究 探究单摆周期与摆长的定量关系 荷兰物理学家惠更斯 单摆做简谐运动的周期t跟摆长l的算术平方根成正比 跟重力加速度g的算术平方根成反比 跟振幅 摆球的质量无关 单摆的周期公式 l 摆长 悬点到小球重心的距离 g 当地重力加速度 单摆的应用 利用它的等时性计时 测定重力加速度 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 单摆小结 3 在摆角小于 时 回复力 x 单摆的振动可看成简谐运动 4 单摆的振动周期跟振幅 摆球质量的大小无关 跟摆长的平方根成正比 跟重力加速度的平方根成反比 即t 2 1 单摆是一种理想化的物理振动模型2 单摆振动的回复力是由摆球重力沿圆弧切线方向的分力mgsin 提供的 1862年 18岁的伽利略离开神学院进入比萨大学学习医学 他的心中充满着奇妙的幻想和对自然科学的无穷疑问 一次他在比萨大学忘掉了向上帝祈祷 双眼注视着天花板上悬垂下来摇摆不定的挂灯 右手按着左手的脉搏 口中默默地数着数字 在一般人熟视无睹的现象中 他却第一个明白了挂灯每摆动一次的时间是相等的 于是制作了单摆的模型 潜心研究了单摆的运动规律 给人类奉献了最初的能准确计时的仪器 探究单摆周期与摆长的定量关系 实验步骤 1 如图制作单摆 细线上端在铁架台上 下端系一个小球 3 将小球拉至某高度 摆角 5 使其在竖直平面内摆动 2 记下摆长 细线长度 刻度尺 小球半径 游标卡尺测直径 4 测量周期t 以最低点为计时开始测量单摆做50次全振动的时间 算出周期 细线上端的悬挂方式如甲 乙两图画出了细线上端的两种不同的悬挂方式 哪种比较好 为什么 制作中还要注意 1 摆线尽量细长些 伸缩性小些 摆球质量尽量大些 体积小些 否则不是单摆 2 摆的振幅不要太大 否则摆的振动不是简谐运动 周期测量要点 2 全振动 1 摆球摆到哪个位置的时刻