人教版第九章第四节 单摆.ppt

《人教版第九章第四节 单摆.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版第九章第四节 单摆.ppt（25页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四节 单摆2021/8/9 星期一1教学目标教学目标1、知道什么是单摆。、知道什么是单摆。2、理解摆角很小时单摆的振动是简谐振动。、理解摆角很小时单摆的振动是简谐振动。3、知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆、知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。的周期公式，并能用来进行有关的计算。2021/8/9 星期一2复复 习习 提提 问问1机械振动机械振动简谐运动简谐运动物体在平衡位置附近所做的往复运动物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫做机械叫做机械振动，通常简称为振动。振动，通常简称为振动。物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比、并物体在跟偏离平衡位置的位移大

2、小成正比、并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动。叫做简谐运动。简谐运动的条件简谐运动的条件:F=-kx4 简谐运动的周期2021/8/9 星期一3物体在竖直平面内的摆动物体在竖直平面内的摆动物体在竖直平面内的摆动物体在竖直平面内的摆动2.摆钟摆锤的运动。你还知道你还知道 多少？多少？事事 例例分分 析析1.小孩荡秋千；日常生活中一类常见的机械振动：日常生活中一类常见的机械振动：2021/8/9 星期一4秋千风铃吊灯摆钟2021/8/9 星期一51.物体在竖直平面内的运动；2.物体通过细绳或细杆绕一固定点运动；3.细绳或细杆有质量，被悬挂

3、的物体有一定的体积。这些实际的机械振动有什这些实际的机械振动有什么样的特点呢？么样的特点呢？2021/8/9 星期一62.线长又比球的直径大得多线长又比球的直径大得多,忽略小球的体积，即忽略小球的体积，即将之视为一质点。将之视为一质点。3.不计运动过程中的阻力不计运动过程中的阻力一、单摆的概念一、单摆的概念单摆是对现实摆的抽象，单摆是对现实摆的抽象，1.忽略悬挂小球的细绳的伸缩和质量；忽略悬挂小球的细绳的伸缩和质量；我们在生活中 见到摆 是单摆吗？是一种理想化的物理模型。2021/8/9 星期一7摆长 L=L0+R摆角或偏角2021/8/9 星期一8小球静止时:二、单摆运动性质的理论探索二、单

4、摆运动性质的理论探索1.定性分析定性分析：平衡位置O处：G=F小球运动时F向=F-G=mv2/l向心力大小：向心力大小：受力特点受力分析受力分析2021/8/9 星期一9任意位置任意位置P P处：处：摆球所受重力G和悬线拉力 F 不再平衡，重力G沿运动方向（与垂直摆线方向）的分力是摆球往复运动的回复力，悬线拉力 F 与摆球所受重力G沿摆线取向的分力的合力是小球作圆周运动的向心力。运动特点运动特点以悬点为圆心的圆周运动以悬点为圆心的圆周运动以点为平衡位置的振动以点为平衡位置的振动AAOFGG2G1FG2021/8/9 星期一10F回回=G1=Gsin？:F=-kx设小球运动到任意点设小球运动到任

5、意点P时，摆线与时，摆线与 竖直竖直 方向方向 的夹角为的夹角为，摆球偏离平衡位置的位移为摆球偏离平衡位置的位移为x，摆长为，摆长为l，2.定量分析：AAOFGG2GFG1G2G1FG受力特点：受力特点：小球摆动的回复力小球摆动的回复力F为为:O2021/8/9 星期一11sin2021/8/9 星期一122021/8/9 星期一132021/8/9 星期一14 很小时：很小时：2021/8/9 星期一15运动性质：在偏角很小的情况下，单摆做简谐运动。“”表示F方向与x方向相反 2021/8/9 星期一16单摆做简谐运动，也可以从单摆的振动图单摆做简谐运动，也可以从单摆的振动图象看出来象看出来

6、.（点击下图看动画演示）（点击下图看动画演示）2021/8/9 星期一17 单摆的振幅、摆长、摆球质量、当地的重单摆的振幅、摆长、摆球质量、当地的重 力加速度。力加速度。三、单摆振动周期的实验探索三、单摆振动周期的实验探索1.实验器材：实验器材：小球、细绳、铁架台、毫米刻度尺、秒表和小球、细绳、铁架台、毫米刻度尺、秒表和条形磁体条形磁体2.实验应满足的条件：实验应满足的条件：偏角很小，一般小于偏角很小，一般小于 。3.影响单摆振动周期的可能因素：影响单摆振动周期的可能因素：2021/8/9 星期一18 单摆的周期与重力加速度4.实验结论：实验结论：单摆的周期跟单摆的振幅单摆的周期跟摆球的质量单

7、摆的周期与摆长没有关系(单摆的等时性)；没有关系；有关系：摆长越长（短），周期越大（小）；重力加速度越大（小），周期越小（大）。有关系：方法 :控制变量法 2021/8/9 星期一19四、单摆的应用：四、单摆的应用：利用它的等时性计时利用它的等时性计时测定重力加速度测定重力加速度惠更斯在惠更斯在1656年首先利用摆的等年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（时性发明了带摆的计时器（1657年获得专利权）年获得专利权）2021/8/9 星期一20巩固练习：巩固练习：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答案：答案：

8、B2.单摆（10）的振动周期在发生下述哪些情况中 增大:A.摆球的质量增大 B.摆长增大C.单摆由赤道移到北极 D.增大振幅答案：答案：B2021/8/9 星期一213.一摆长为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:2021/8/9 星期一22小结：小结：1.在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多，果线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多，这样的装置叫单摆。这样的装置叫单摆。2.在摆角很小的情况下，单摆所受回复力跟位移成正比且在摆角很小的情况下，单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反，单摆做简谐运动。方向相反，单摆做简谐运动。3.单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力单摆做简谐运动的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，跟振幅、摆球的质量无关。加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关。4.4.单摆的应用单摆的应用:)利用它的等时性计时利用它的等时性计时 )测定重力加速度测定重力加速度2021/8/9 星期一23再 见2021/8/9 星期一242021/8/9 星期一25