高中物理《单摆》课件 新人教版选修3

11.4《单摆》第一课时

一、单

摆

1、在细线的一端拴一小球，另一端固定在悬 在细线的一端拴一小球，另一端固定在悬 点上， 伸缩和质量可以 如果悬挂小球的细线的伸缩和质量 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， 忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装 置就叫做单摆。 置就叫做单摆。

2、单摆是实际摆的理想化模型

摆长和偏角

偏角 θ 摆长 L=L0+R

摆长: 摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离 偏角:摆球摆到最高点时， 偏角:摆球摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角

演示实验

二、单摆的回复力 1、回复力来源： 回复力来源：θ

重力沿切线方向的分力 sinθ F回=mg sinθ A

T

O

C B

G

二、单摆的回复力 2、证明： 证明：θ

=Lθ 当θ很小时，x≈弧长 =Lθ 很小时， sinθ sinθ≈θ sinθ F回=mg sinθ

x ≈ mgθ ≈ mg L位移方向与回复力方向相反 xG2 G1

mg F回 = x L

mg (k = ) L

F = kx 回

三、单摆的周期 单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢？ 单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢？

三、单摆的周期 实验一：单摆周期与振幅的关系 实验一：

三、单摆的周期 实验二：单摆周期与摆球质量的关系 实验二：

三、单摆的周期 实验三：单摆周期与摆长的关系 实验三：

三、单摆的周期 结 单摆振动的周期 1、与振幅无关——单摆的等时性 与振幅无关 单摆的等时性 2、与摆球的质量无关 摆长越长， 3、与摆长有关——摆长越长，周期越大 与摆长有关 摆长越长 4、与当地的重力加速度有关——重力加速 与当地的重力加速度有关 重力加速 度越大， 度越大，周期越小 论

三、单摆的周期 单摆做简谐运动的振动周期跟摆长的平 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。 方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比。

单摆振动的周期公式： 单摆振动的周期公式：

l T = 2π g

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. 惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器. 用单摆测定重力加速度 重力加速度。 2、 用单摆测定重力加速度。

l T = 2π g

4π L g= 2 T2

小结 1、单摆模型 、 2、单摆的回复力 、 3、单摆的周期 、

课 堂 练 习 1、用下列哪些材料能做成单摆( A、F ) 用下列哪些材料能做成单摆( A.长为 长为1 A.长为1米的细线 B.长为 长为1 B.长为1米的细铁丝 C.长为0.2米的细丝线 长为0.2 C.长为0.2米的细丝线 D.长为 长为1 D.长为1米的麻绳 E.直径为 直径为5 E.直径为5厘米的泡沫塑料球 F.直径为 直径为1 F.直径为1厘米的钢球 G.直径为 直径为1 G.直

径为1厘米的塑料球 H.直径为 直径为5 H.直径为5厘米的钢球 悬线：细、长、质量、伸缩可以忽略 悬线： 质量、 摆球：小而重(即密度大) 摆球：小而重(即密度大)

课 堂 练 习 2、单摆作简谐运动时的回复力是( 单摆作简谐运动时的回复力是( A.摆球的重力 A.摆球的重力 B.摆球重力沿圆弧切线的分力 B.摆球重力沿圆弧切线的分力 C.摆线的拉力 C.摆线的拉力 D.摆球重力与摆线拉力的合力 D.摆球重力与摆线拉力的合力

B

)