高中物理 第十一章 机械振动 第4节《单摆》课件 新人教版选修3-4.ppt

上传人:sh****n 文档编号:1918342 上传时间:2019-11-10 格式:PPT 页数:44 大小:705.50KB
返回 下载 相关 举报
高中物理 第十一章 机械振动 第4节《单摆》课件 新人教版选修3-4.ppt_第1页
第1页 / 共44页
高中物理 第十一章 机械振动 第4节《单摆》课件 新人教版选修3-4.ppt_第2页
第2页 / 共44页
高中物理 第十一章 机械振动 第4节《单摆》课件 新人教版选修3-4.ppt_第3页
第3页 / 共44页
点击查看更多>>
资源描述
11.4 单 摆,教学目标,知识与能力 1、理解单摆振动的特点及它做简谐运动的条件; 2、掌握单摆振动的周期公式。 3、观察演示实验,概括出周期的影响因素,培养学生由实验现象得出物理结论的能力。 4、在做演示实验之前,可先提出疑问,引起学生对实验的兴趣,让学生先猜想实验结果,由教师实验验证,使学生能更好的有目的去观察实验。 重点:掌握好单摆的周期公式及其成立条件 难点:单摆回复力的分析,一、单 摆,1、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。,2、单摆是实际摆的理想化模型,粗麻绳,细绳,橡皮筋,O,思考与讨论,以下摆是否是单摆:,悬线:细、长、伸缩可以忽略,摆球:小而重(即密度大),用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0.2米的细丝线 D.长为1米的麻绳 E.直径为5厘米的泡沫塑料球 F.直径为1厘米的钢球 G.直径为1厘米的塑料球 H.直径为5厘米的钢球,A、F,课 堂 练 习,摆长 L=L0+R,摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离,摆长和偏角,偏角,偏角:摆球摆到最高点时,细线与竖直方向的夹角,思考与讨论,单摆振动是不是简谐运动?,判断物体是否做简谐运动的方法:,(2)根据回复力的规律F=-kx去判断,(1)根据物体的振动图像去判断,C,2、受力分析:,B,A,O,3、回复力来源:,重力沿切线方向的分力G2,1、平衡位置:,二、单摆的回复力,大小:,G2=Gsin=mg sin,方向:,沿切线指向平衡位置,最低点O,x,二、单摆的回复力,当很小时,x弧长,FG2=Gsin=mgsin,位移方向与回复力方向相反,sin,=L,一般偏角 5,二、单摆的回复力,结 论,在摆角很小的情况下,摆球所受的回复力跟位移大小成正比,方向始终指向平衡位置(即与位移方向相反),因此单摆做简谐运动,单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢?,1、周期与振幅是否有关 ?,2、周期与摆球的质量是否有关 ?,3、周期与摆长是否有关 ?,4、周期与重力加速度是否有关?,三、单摆的周期,探究方法:控制变量法,三、单摆的周期,结 论,4、与当地的重力加速度有关重力加速度越大,周期越小,单摆振动的周期,1、与振幅无关单摆的等时性,伽利略首先发现的,2、与摆球的质量无关,3、与摆长有关摆长越长,周期越大,单摆振动的周期公式:,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,三、单摆的周期,1、惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器.,2、 用单摆测定重力加速度。,四、单摆周期公式的应用,1、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,课 堂 练 习,2、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 ;,变小,变大,变大,不变,不变,课 堂 练 习,课 堂 练 习,小明家从广州搬到北京去,搬家时把家中的大摆钟也带到北京去了. 问:1.这个摆钟到 北京后是否还准时? 2.若不准,是偏慢还是偏快? 3.如须调整应该怎样调节?,3.一摆长为L的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子,则这个单摆的周期是多少?,课 堂 练 习,实验: 研究用单摆测重力加速度,得,只要测出单摆的摆长L和振动周期T,就可以求出当地的重力加速度g的值,,一、实验原理,单摆做简谐运动时,其周期为:,二、实验步骤,1、做单摆:取约1米长的线绳栓位小钢球,然后固定在桌边的铁架台上。,二、实验步骤,算出半径r,也准确到毫米,2、测摆长:,(1)用米尺量出悬线长L,准确到毫米,(2)用游标卡尺测摆球直径,摆长为L+r,二、实验步骤,用秒表测量单摆的周期。,3、测周期:,把单摆从平衡位置拉开一个角度(5o)放开它,2分7.6秒,秒表的读数,1分51.4秒,秒表的读数,二、实验步骤,用秒表测量单摆完成30次全振动(或50次)所用的时间t,求出完成一次全振动所需要的时间,这个平均时间就是单摆的周期。,3、测周期:,把单摆从平衡位置拉开一个角度(5o)放开它,T= t / n,为了测量周期,摆球到达哪个位置的时刻作为计时开始与停止的时刻比较好?,应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻,二、实验步骤,4、求重力加速度:把测得的周期和摆长的数值代入公式,求出重力加速度g的值来。,改变摆长,重做几次实验. 计算出每次实验的重力加速度.最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即可看作本地区的重力加速度.,5、多次测量求平均值:,思考:如果要求用图象法来测定重力加速度,哪么应该如何建立坐标系?,三、实验器材,3、游标卡尺,4、秒表(停表),1、单摆组,2、米尺,四、注意事项,1、选择材料时应选择细轻又不易伸长的线,长度一般在1m左右,小球应选用密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过2 cm;,2、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹中,以免摆动时发生摆线下滑或悬点不固定,摆长改变的现象;,3、注意摆动时摆角不易过大,不能超过10,以保证单摆做简谐运动;,4、摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆;,5、测量从球通过平衡位置时开始计时,因为在此位置摆球速度最大,易于分辨小球过此位置的时刻。,6、为了减少偶然误差改变摆长,多次测量求平均值 。,1、 在做“用单摆测定重力加速度的实验”中为了减小误差,应注意的事项是( ) A摆球以选密度大,体积小的小球为好 ; B摆长以0.25米为宜 ; C摆角应小于10; D摆线的悬点要固定,方不会在摆动中出现移动或晃动 ; E要使单摆在竖直平面内摆动,不得使其形成锥形摆或摆球转动 ; F测量周期时,应从摆球通过最低点时开始计时 . A、B、C、D项正确 只有E、F项正确 ACDEF正确 都正确,课 堂 练 习,2、某同学测定的g的数值比当地公认值大,造成的原因可能是( ) 摆球质量太大了; 量摆长时从悬点量到球的最下端; 摆角太大了(摆角仍小于10); 计算摆长时忘记把小球半径加进去; 计算周期时,将(n1)次全振动误记为n次全振动., ,课 堂 练 习,3、为了提高实验精度,在试验中可改变几次摆长L,测出相应的周期,从而得出一组对应的L与T的数值,再以L为横坐标为纵坐标,将所得数据连成直线如下图所示,则测得的重力加速度g= 。,9.86m/s2,课 堂 练 习,1、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,课 堂 练 习,单摆的能量,单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发生相互转化,但机械能的总量保持不变,即机械能守恒。,小球摆动到最高点时的重力势能最大,动能最小;平衡位置时的动能最大,重力势能最小。,若取最低点为零势能点,小球摆动的机械能等于最高点时的重力势能,也等于平衡位置时的动能最,如何理解单摆的周期公式,秒摆:周期为2s的单摆为秒摆。,试计算出秒摆的摆长?(g=9.8m/s2),如何理解单摆的周期公式,重力加速度g:由单摆所在的空间位置决定。,纬度越低,高度越高,g值就越小。,不同星球上g值也不同。,2、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 ;,变小,变大,变大,不变,不变,课 堂 练 习,课 堂 练 习,小明家从广州搬到北京去,搬家时把家中的大摆钟也带到北京去了. 问:1.这个摆钟到 北京后是否还准时? 2.若不准,是偏慢还是偏快? 3.如须调整应该怎样调节?,如何理解单摆的周期公式,重力加速度g还由单摆系统的运动状态决定。,系统处于超重状态时,,重力加速度的等效值g=g+a,系统处于失重状态时,,重力加速度的等效值g=g-a,系统处于完全失重时(如在轨道卫星内),g=0,摆球不摆动,课 堂 练 习,在一加速系统中有一摆长为L的单摆。 (1)当加速系统以加速度a竖直向上做匀加速运动时,单摆的周期多大?若竖直向下加速呢? (2)当加速系统在水平方向以加速度a做加速直线运动时,单摆的周期多大?,如何理解单摆的周期公式,摆长L:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离,不一定是摆线的长,如何理解单摆的周期公式,如图,摆球可视为质点,各段绳长均为L,甲、乙摆球做垂直纸面的小角度摆动,丙图中球在纸面内做小角度的摆动,O为垂直纸面的钉子,而且OO=L/3,求各摆的周期。,L,L,L,L,L,O,O,L/3,L,甲,乙,丙,3.一摆长为L的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子,则这个单摆的周期是多少?,课 堂 练 习,如何理解单摆的周期公式,如图为半径很大的光滑凹形槽,将有一小球从A点由静止释放。小球将做什么运动?,L,O,求运动的周期?,A,
展开阅读全文
相关资源
正为您匹配相似的精品文档
相关搜索

最新文档


当前位置:首页 > 图纸专区 > 课件教案


copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 装配图网版权所有   联系电话:18123376007

备案号:ICP2024067431-1 川公网安备51140202000466号


本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知装配图网,我们立即给予删除!