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11.4单摆,武都二中王焕德,荡秋千,风铃,吊灯,摆钟,一、单摆,1、结构：摆线和摆球,（1）摆线的质量与摆球相比可以忽略；,（2）摆球的直径与摆线的长度相比可以忽略；,（3）空气阻力可以忽略。,2、单摆是实际摆的理想化模型：,（1）摆线：不可伸长的细线,（2）摆球：质量大、体积小,3、摆长和摆角：,（1）摆长：悬点到摆球球心的距离,（2）摆角：悬线偏离竖直方向的最大角度,摆长（l）摆线长摆球半径,）,【思考】,单摆摆动时是在做振动，但是不是做简谐运动？,演示1,二、单摆的回复力,2、回复力来源：由重力沿圆弧切线方向的分力提供,当很小时：,演示2,3、结论：在摆角很小(5)的情况下，单摆做简谐运动。,1、平衡位置：,最低点O,三、单摆的周期,1、实验探究：,（1）单摆的周期与摆球质量的关系：,（2）单摆的周期与振幅的关系：,（3）单摆的周期与摆长的关系：,演示3,演示4,演示5,单摆的周期与摆球质量无关。,在振幅（摆角）较小时：单摆的周期与振幅无关。,单摆的周期与摆长有关：摆长越长，周期越长。,演示6,1、摆的振幅不要太大：保证单摆做简谐运动,2、摆线和摆球的选择：,（1）摆线尽量细、伸缩性小，且尽可能长一些。,（2）摆球：质量大、体积小,3、摆线上端的悬挂方式：,2、探究单摆周期与摆长的关系：,5、周期的测量：,（1）计时位置的选择：,（2）测量多次（几十次）全振动的时间，然后求平均值：,4、摆长的测量：,（1）细线长度用毫米刻度尺测量。,（2）摆球直径用游标卡尺测量。,6、数据分析：,当小球通过平衡位置（最低点）开始计时。,摆长（l）摆线长摆球半径,演示7,猜测并尝试验证可能,3、单摆的周期：荷兰物理学家惠更斯确定,4、应用：,单摆周期T与振幅A、摆球质量m无关。,（1）摆钟：单摆的等时性,（2）用单摆测定重力加速度：,【例1】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1米的橡皮条D.长为0.2米的细丝线E.直径为5厘米的钢球F.直径为5厘米的泡沫塑料球G.直径为1厘米的钢球H.直径为1厘米的塑料球,AG,【例2】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,【例3】单摆的振动周期在发生下述哪些情况中增大:（）A.增大摆球的质量B.增大摆长C.单摆由地球表面移到月球表面D.增大振幅E.将单摆从赤道移到北京F.将单摆从海面移到高山,BCF,【例4】同一地点有甲、乙两个单摆，当甲摆动了120次时，乙恰好摆动了80次，则甲、乙两摆的摆长之比是：（）A.2：3B.3：2C.4：9D.9：4,C,【例5】周期为2秒的单摆叫做秒摆，若重力加速度g取9.8m/s2，求秒摆的摆长。,【例6】一个单摆摆长100.4cm，测得它完成30次全振动共用60.3s，求当地重力加速度多大？,
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