人教版高中物理课件第十一章机械振动11.4单摆.ppt
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1、第四节 单摆第四节 单摆提问:什么是简谐运动?答:物体做机械振动,受到的回复力大小与位移大小成正比,方向与位移方向相反。单摆:细线的一端固定,另一端悬挂小球,当细线的伸缩和质量可以忽略,线长又比小球的直径大的多,这样的装置就叫做单摆,单摆是实际摆的理想化的物理模型;问题:单摆的运动是简谐振动吗?机械振动的两个必要条件,一是运动中物体所受阻力要足够小;二是物体离开平衡位置后,总是受到回复力的作用。单摆的受力图单摆的回复力:要分析单摆回复力,先从单摆受力入手。单摆从A位置释放,沿AOB圆弧在平衡点O附近来回运动,以任一位置C为例,此时摆球受重力G,拉力T作用,由于摆球沿圆弧运动,所以将重力分解成切
2、线方向分力和沿半径方向,悬线拉力T和合力必然沿半径指向圆心,提供了向心力。那么另一重力分力不论是在O左侧还是右侧始终指向平衡位置,而且正是在作用下摆球才能回到平衡位置。(此处可以再复习平衡位置与回复力的关系:平衡位置是回复力为零的位置。)因此就是摆球的回复力。问题:回复力怎么表示?由单摆的回复力的表达式能否看出单摆的振动是简谐运动?摆角很小时(如小于摆角很小时(如小于5)设摆球沿着以平衡位置O为中点的一段圆弧在AB之间左右振动,如图所示,当摆球运动到摆线与竖直方向成夹角时,受重力mg和拉力T作用,重力mg沿圆弧切线方向上的分力指向平衡位置,提供回复力 。当很小时(5以下),圆弧可以近似地看成直
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