湖北省丹江口市高中物理第十一章机械振动11.4单摆课件2新人教版选修3-4.ppt_第1页
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11 4单摆 一 单摆 1 在细线的一端拴一小球 另一端固定在悬点上 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 单摆是实际摆的理想化模型 以下摆是否是单摆 用下列哪些材料能做成单摆 A 长为1米的细线B 长为1米的细铁丝C 长为0 2米的细丝线D 长为1米的麻绳E 直径为5厘米的泡沫塑料球F 直径为1厘米的钢球G 直径为1厘米的塑料球H 直径为5厘米的钢球 AE 悬线 细 长 伸缩可以忽略 摆球 小而重 即密度大 摆长L L0 R 摆长 摆球重心到摆动圆弧圆心的距离 思考 单摆振动是不是简谐运动 1 振动图像 2 回复力 二 单摆的回复力 1 受力分析 B A O Q 方向 沿切线指向平衡位置 3 回复力来源 大小 F回 G2 Gsin mgsin 重力沿切线方向的分力G2 2 平衡位置 最低点O F回 G2 Gsin mgsin mg L 位移方向与回复力方向相反 F回 kx 当 很小时 x 弧长 L sin 结论 在摆角很小的情况下 摆球所受的回复力跟位移大小成正比 方向始终指向平衡位置 即与位移方向相反 因此单摆做简谐运动 一般摆角 10 三 单摆的周期 单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢 1 周期与振幅是否有关 2 周期与摆球的质量是否有关 3 周期与摆长是否有关 4 周期与重力加速度是否有关 演示 结论 单摆振动的周期1 与振幅无关 单摆的等时性伽利略首先发现的2 与摆球的质量无关3 与摆长有关 摆长越长 周期越大4 与当地的重力加速度有关 重力加速度越大 周期越小 单摆振动的周期公式 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 四 单摆周期公式的应用 1 惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器 2 用单摆测定重力加速度 小结 1 单摆的理想化模型 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 2 单摆运动的性质 在摆角 10 的条件下 单摆的振动可看作简谐振动 3 单摆振动的周期公式单摆周期与摆长和重力加速度有关 与振幅和质量无关 1 单摆作简谐运动时的回复力是 A 摆球的重力B 摆球重力沿圆弧切线的分力C 摆线的拉力D 摆球重力与摆线拉力的合力 B 课堂训练 2 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2倍 周期将d 如果将单摆从赤道移到北京 周期将e 如果将单摆从海面移到高山 周期将 变小 变大 变大 不变 不变 3 一摆长为L的单摆 在悬点正下方5L 9处有一钉子 则这个单摆的周期是多少 思考 小明家从广州搬到北京去 搬家时把家中的大
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