单摆高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆生活中的摆动选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆1.定义：细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果细线的伸缩和质量可以忽略；小球的直径与细线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。单摆

（1）忽略空气阻力选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆2.理想化条件：（实验时要尽量选择质量大、体积小的摆球）简化处理：与小球受到的重力及绳的拉力相比，空气等对它的阻力可以忽略。注意：实际应用时单摆小球大小不可忽略，摆长L＝摆线长度＋摆球半径想一想：下列装置能否看作单摆？选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的振动是简谐运动吗？

选择性必修第一册第二章第三节单摆观察：单摆摆动时，摆球的运动有什么特点?速度大小和方向改变运动状态改变力选择性必修第一册第二章第三节单摆

受力特征

受力特征

法向：

（向心力）切向：

重力沿切线方向的分力G2小球指向平衡位置的回复力回复力：

G2G1TG

选择性必修第一册第二章第三节单摆

回复力与位移的关系选择性必修第一册第二章第三节单摆

回复力与位移的关系摆角θ正弦值弧度值

1°0.017540.01745

2°0.034900.03491

3°0.052340.05236

4°0.069760.06981

5°0.087160.08727

6°0.104530.10472

7°0.121870.12217

8°0.139170.13963在摆角小于5度的条件下：Sinθ≈θ（弧度值）选择性必修第一册第二章第三节单摆近似思想

回复力大小：

弧长位移x

—

回复力与位移的关系

结论：当最大摆角很小（θ＜50）时，单摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动。

选择性必修第一册第二章第三节单摆

伽利略与摆的等时性

伽利略伽利略用脉搏记录有风吹动和风停后的教堂吊灯周期性摆动的时间，最早发现单摆摆动的等时性。

选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期思考单摆振动的周期与哪些因素有关呢？猜想？

摆长摆角质量实验方法:控制变量法选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期实验目的：探究单摆振动周期的影响因素实验器材：两个单摆实验器、毫米刻度尺、游标卡尺、秒表。实验内容：实验一：探究单摆摆角对单摆摆动周期的影响

实验二：探究摆球质量对单摆摆动周期的影响

实验三：探究单摆摆长对单摆摆动周期的影响实验流程：观察实验现象，总结实验内容，归纳得出相应结论。实验结论：选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期实验视频来源选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期实验目的：探究单摆振动周期的影响因素实验器材：两个单摆实验器、毫米刻度尺、游标卡尺、秒表。实验内容：实验一：探究单摆摆角对单摆摆动周期的影响

实验二：探究摆球质量对单摆摆动周期的影响

实验三：探究单摆摆长对单摆摆动周期的影响实验结论：单摆摆动的周期与单摆摆角、摆球质量无关，与单摆摆长有关，并且摆长越长，周期越大。实验流程：观察实验现象，总结实验内容，归纳得出相应结论。选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期单摆的周期单摆摆长越大，振动周期越大单摆摆长单摆周期定量？猜想

选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期全振个数N数据记录选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期实验视频来源选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期实验视频来源选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期实验视频来源选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期全振个数N51.0023041.411.3840.8023037.531.2531.1023033.301.1121.0023027.610.9210.9023019.810.66数据记录1.90441.56251.23210.84640.43563.73403.82952.70583.06353.56894.38056.05403.96154.03013.9956选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期单摆的周期实验结论：在误差允许的范围内，单摆做简谐运动的振动周期跟摆长的平方根成正比。当

很小时，

G2G1TG

选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆周期公式推导惠更斯（荷兰）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。周期公式：国际单位：秒（s）注意：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。惠更斯于1656年发明了世界上第一座用摆的等时性来计时的时钟。

（1657年获得专利权）单摆的周期选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期习题演练选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆单摆的周期单摆的周期单摆的周期D习题演练选择性必修第一册第二章第三节单摆选择性必修第一册第二章第三节单摆课堂小结摆线：质量不计长度远大于小球直径不可伸缩摆球：质点（体积