1.2单摆ppt课件

,1.2单摆,（一课时）,思考：1.了解单摆的结构特点；2.知道单摆摆动是简谐运动；3.理解单摆周期公式。,1,秋千,风铃,吊灯,摆钟,生活中的摆动,2,生活中经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内摆动。,我们用细线悬挂着的小球来研究摆动的规律。,3,2、摆长:悬点到摆球重心的距离叫摆长。,1、单摆:细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。,摆长L=L0+R,摆线质量m远小于摆球质量M，即mM,3、单摆理想化条件是：,摆球所受空气阻力远小于摆球重力及绳的拉力，可忽略不计。,摆球的直径d远小于单摆的摆长，即d,摆线的伸长量很小，可以忽略。,4、单摆是对现实摆的抽象，是一种理想化的物理模型,小球的半径为R,一单摆,4,想一想：下列装置能否看作单摆？,5,O,O,mg,T,切向：,径向：,回复力：,（向心力）,（回复力）,平衡位置：回复力为零，合外力不为零,二单摆的运动,1.受力分析：,平衡位置,6,当很小时，,2.单摆的回复力,若考虑回复力和位移的方向，,（1）弧长x,7,在摆角小于5度的条件下：Sin（弧度值）,8,结论：当最大摆角很小时(5)，单摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动。,9,振幅,质量,摆长,重力加速度,1.实验：单摆摆动的周期与哪些因素有关呢？,三单摆的周期,单摆的周期,10,实验方法:,控制变量法,振幅,质量,摆长,重力加速度,单摆摆动的周期与哪些因素有关呢？,单摆周期,11,实验1：周期是否与振幅有关？,结论：单摆的振动周期与其振幅无关(等时性)。,摆长相同，质量相同，振幅不同,实验2：周期与摆球的质量是否有关?,摆长相同，振幅相同，质量不同,结论：单摆振动周期和摆球质量无关。,实验3：周期与摆球的摆长是否有关?,质量相同，振幅相同，摆长不同,结论：单摆振动周期和摆长有关。,12,摆长和质量相同，振幅不同,周期相同,摆长和振幅相同，质量不同,周期相同,周期不同,振幅和质量相同，摆长不同,单摆振动周期与小球质量、振幅无关，与摆长有关；摆长越长，周期越长。,实验结论：,实验现象：,（在重力加速度g不变时）,13,周期公式：,摆角很小的情况下，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。与振幅、摆球质量无关。,国际单位：秒（s）,2.单摆周期公式：,单摆周期公式的理解:,1、单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。g为当地重力加速度,2、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。,14,1.对单摆的振动，以下说法中正确的是（）A.单摆摆动时，摆球受到的向心力大小处处相等B.单摆运动的回复力是摆球所受合力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,课堂练习：,C,15,2.由单摆作简谐运动的周期公式:,可知:(),A.摆长无限减小,可以使振动周期接近于零B.同一单摆在月球表面的摆动周期一定比地球表面的周期长C.单摆的振动周期与摆球的质量无关D.单摆的振动周期与摆角无关,所以摆角可以是300,BC,课堂练习：,16,思考：1.复习单摆周期公式2.了解各种类单摆；3.会用单摆周期公式计算。,17,周期T=2s的单摆叫做秒摆，试计算秒摆的摆长。(g=9.8m/s2）,解：根据单摆周期公式：,秒摆的摆长是1m.,1.秒摆,18,等效摆长:,摆球重心到摆动圆弧圆心的距离。,2.双线摆,L,直径为d,等效摆长：,19,设光滑圆弧槽的半径为，小球半径为r，摆角小于5，求周期。,3.圆槽摆,R,O,20,一摆长为L的单摆,在悬点正下方L/3处有一钉子,则这个单摆的周期是:,4.钉摆,21,mg,F,F合,5.圆锥摆,22,跟踪训练,3.一个作简谐运动的单摆,周期是1s（）A.摆长缩短为原来的1/4时,频率是2HzB.摆球的质量减小为原来的1/4时,周期是4秒C.振幅减为原来的1/4时周期是1秒D.如果重力加速度减为原来的1/4时,频率是0.5Hz.,ACD,课堂练习：,23,4.悬挂于同一点的两个单摆的摆长相等，A的质量大于B的质量，O为平衡位置，分别把它们拉离平衡位置同时释放，若最大的摆角都小于5，那么它们将相遇在（）.点.点左侧.点右侧.无法确定,A,课堂练习：,24,5、一摆长为L的单摆，摆球质量为m，如果最大摆角（5），求：(1)、最低点的速度大小？(2)、最低点时细绳的拉力？,25,5、一摆长为L的单摆，摆球质量为m，如果最大摆角（5），求：,(3)、假如在悬点正下方L/2