高二物理单摆课件新课标人教版

四、单摆一、单摆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。单摆是理想化的物理模型摆线：质量忽略不计，不可伸缩摆线长度比小球直径大得多球：质量大，体积小以下摆是否是单摆：粗麻绳粗棍上细绳挂在

细绳橡皮筋

②③④①AOO’A摆长L=L0+Rθ摆角或偏角摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离单摆的平衡位置BOMA二、单摆的回复力

1、受力分析:重力拉力二、单摆的回复力

1、受力分析:重力拉力BAOG2G1TGQ方向：沿切线指向平衡位置摆球重力的分力G2始终沿轨迹切向，指向平衡位置O2、单摆的回复力：大小：F回＝G2=Gsinθ=mgsinθθxxxF回＝G2=Gsinθ

=mgsinθ≈mgθL≈

mgLX位移方向与回复力方向相反F回=-kx

F回=mgL

X–x当θ很少时，x≈弧长=Lθsinθ≈θ（k=mgL）

弧度θ

正弦值sinθ

差值1°0.0174530.0174520.0000012°0.0349060.0348990.0000073°0.0523590.0523350.0000244°0.0698120.0697550.0000575°0.0872650.0871450.0001206°0.1047180.1045270.0001917°0.1221710.1218670.000304在摆角小于5度的条件下：

Sinθ

≈θ

（弧度值）三、单摆振动是简谐振动

F回

=mgLx特征：回复力的大小与位移的大小成正比，

回复力的方向与位移的方向相反。条件：摆角α<10°四、单摆的周期周期与振幅是否有关?周期与摆球的质量是否有关?周期与重力加速度是否有关?周期与摆长是否有关?方法:控制变量法

单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢？演示1：周期是否与振幅有关？振幅大振幅小单摆的振动周期与其振幅无关，这是单摆的重要特性，称为单摆的等时性。单摆振动的等时性是伽利略首先发现的。演示2：周期与摆长是否有关？单摆振动周期和摆长有关演示3：周期与摆球的质量是否有关金属球

塑料球单摆振动周期和摆球质量无关4、周期与当地的重力加速度是否有关?四、单摆的周期周期公式：

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五、周期公式的理解:1、摆长L＝细绳长度＋小球半径3、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。2、单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。六、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，摆的周期可以通过改变摆长来调节，计时很方便。2、单摆的周期和摆长容易用实验准确地测定出来，所以可利用单摆准确地测定各地的重力加速度。1、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，周期将课堂练习：2、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、9：4C3、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4、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？解：根据，有g=42L/T2由题设条件可知T=

60.330s=2.01sg=4×3.142×1.0042.012m/s2=9.80

m/s25、两个摆长相同的单摆，摆球质量之比是4:1，在不同地域振动，当甲摆振动4次的同时，乙摆恰振动5次，则甲、乙二摆所在地区重力加速度之比为

。6、一摆长为L的单摆，在悬点正下方L/3处有一钉子，则这个