高二物理单摆课件 新课标 人教

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/8/11 星期三,*,四、单摆,2021/8/11 星期三,1,一、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,2021/8/11 星期三,2,以下摆是否是单摆：,粗麻绳,粗棍上,细绳挂在,细绳,橡皮筋,A,O,O,A,2021/8/11 星期三,3,摆长,L=L0+R,摆角或偏角,摆长,:,摆球重心到摆动圆弧圆心的距离,2021/8/11 星期三,4,单摆的平衡位置,B,O,M,A,二、单摆的回复力,1,、受力分析,:,重力,拉力,2021/8/11 星期三,5,二、单摆的回复力,1,、受力分析,:,重力,拉力,B,A,O,G2,G1,T,G,Q,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,O,2,、单摆的回复力：,大小：,F,回,G2=Gsin,=,mg sin,2021/8/11 星期三,6,x,x,x,2021/8/11 星期三,7,F,回,G2=Gsin,=,mg sin,mg,L,mg,L,X,位移方向与回复力方向相反,F,回,=-kx,F,回,=,mg,L,X,x,当,很少时，,x,弧长,=L,sin ,（,k=,mg,L,）,2021/8/11 星期三,8,弧度,正弦值,sin,差值,1,0.017453,0.017452,0.000001,2,0.034906,0.034899,0.000007,3,0.052359,0.052335,0.000024,4,0.069812,0.069755,0.000057,5,0.087265,0.087145,0.000120,6,0.104718,0.104527,0.000191,7,0.122171,0.121867,0.000304,在摆角小于,5,度的条件下：,Sin,（弧度值）,2021/8/11 星期三,9,三、单摆振动是简谐振动,F,回,=,mg,L,x,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,10,2021/8/11 星期三,10,四、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？,2021/8/11 星期三,11,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。,2021/8/11 星期三,12,演示,2,：周期与摆长是否有关？,单摆振动周期和摆长有关,2021/8/11 星期三,13,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,2021/8/11 星期三,14,4,、周期与当地的重力加速度是否有关,?,2021/8/11 星期三,15,四、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,2021/8/11 星期三,16,五、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。,2021/8/11 星期三,17,六、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。,2021/8/11 星期三,18,1,、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：,2021/8/11 星期三,19,2,、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,：,3 B,、,3,：,2,C,、,4,：,9 D,、,9,：,4,C,3,、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,2021/8/11 星期三,20,4,、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=,60.3,30,s=2.01s,g=,43.142 1.004,2.012,m/s2,=9.80 m/s2,2021/8/11 星期三,21,5,、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 。,2021/8/11 星期三,22,6,、一摆长为,L,的单摆，在悬点正下方,L/3,处有一钉子，则这个单摆的周期是多少？,L,2021/8/11 星期三,23,课堂小结：,1,、只有在摆角,10,的条件下，单摆的振动可看作简谐振动。,2,、单摆周期与摆长和重力加速度有关,与振幅和质量无关。,3,、单摆振动周期公式：,4,、固有周期，固有频率,2021/8/11 星期三,24,2021/8/11 星期三,25,演讲完毕，谢谢观看！,2021/8/11 星期三,26,2021/8/11 星期三,27,