第四节 单摆优秀PPT.ppt

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1、第四节 单摆第一页，本课件共有19页复复 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（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动叫做机械振动。做的往复运动叫做机械振动。物体在跟位移大小成正比、并且总是指向平物体在跟位移大小成正比、并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐运动。衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐运动。简谐运动的特点：简谐运动的特点：F=-kx第二页，本课件共有19页一 认识单摆单摆单摆是对现实摆的一种抽象，是一种理想化的物理模型单摆是对现实摆的一种抽象，是一种理想化的物理模型两个忽略：两个忽略：1.忽略悬挂

2、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;2.线长又比球的直径大得多线长又比球的直径大得多,忽略小球的体积忽略小球的体积,即可将之视为即可将之视为一质点一质点.第三页，本课件共有19页一单摆 在细线的一端拴上一个在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽如果线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短略不计，球的直径比线长短得多，这样的装置叫得多，这样的装置叫单摆单摆。单摆是理想化的物理模型单摆是理想化的物理模型第四页，本课件共有19页摆长 L=L0+R摆线长 L0摆角(1)单摆的结构单摆的结构第五页，本课件共有19页(2)(2

3、)单摆的运动单摆的运动平衡位置：平衡位置：3 3受力分析：受力分析：重力重力 弹力弹力2 2运动过程分析运动过程分析以悬点以悬点为圆心的圆周运动为圆心的圆周运动以点以点为平衡位置的振动为平衡位置的振动力与运动的关系力与运动的关系回复力大小：回复力大小：向心力大小向心力大小：点点ABoo单摆的摆动是否是简谐运动？单摆的摆动是否是简谐运动？第六页，本课件共有19页回复力大小：回复力大小：F回mgsinAB OC l 较大时：较大时：Sin=lBC(3)(3)关于单摆做简谐运动的条件关于单摆做简谐运动的条件第七页，本课件共有19页 很小时：很小时：s i n xl第八页，本课件共有19页在摆角很小的

4、情况下，单摆所受回复力跟位移成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，单摆做简谐运动正比且方向相反，单摆做简谐运动x（5 5）单摆做简谐运动的条件回复力大小：F回mgsin 很小时：x s i n l第九页，本课件共有19页（4 4）探究单摆做简谐运动振动的周期与哪）探究单摆做简谐运动振动的周期与哪些因素有关些因素有关振幅振幅A 摆长摆长l 摆球质量摆球质量m 第十页，本课件共有19页控制变量法控制变量法物理量ALmTALm（5）变化变化不变不变不变不变不变不变变化变化不变不变不变不变变化变化不变不变不变不变变化变化不变不变第十一页，本课件共有19页（4 4）单摆做简谐运动振

5、动的周期）单摆做简谐运动振动的周期与与振幅振幅的关系：的关系：无关无关与摆球与摆球质量质量的关系：的关系：无关无关与与摆长摆长的关系的关系（实验）（实验）摆长越长，周期越大摆长越长，周期越大（等时性伽利略）（等时性伽利略）x第十二页，本课件共有19页荷兰物理学家惠更斯荷兰物理学家惠更斯 单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根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。振幅、摆球的质量无关。（1629-16951629-1695）第十三页，本课件共有19页（5）单摆的应用：）单摆的应用：利用它的等时性计时利用它的

6、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16561656年首先利用摆的等时性发明年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（了带摆的计时器（16571657年获得专利权）年获得专利权）第十四页，本课件共有19页练习练习1：1.1.下列哪些材料能做成单摆下列哪些材料能做成单摆:A.A.长为长为1 1米的细线米的细线 B.B.长为长为1 1米的橡皮条米的橡皮条 C.C.直径为直径为5 5厘米的泡沫塑料球厘米的泡沫塑料球D.D.直径为直径为1 1厘米的钢球厘米的钢球A D第十五页，本课件共有19页2.2.单摆的振动周期在发生下述哪些情况单摆的振动周期在发生下述哪些情况中增大中增大:A.A.

7、摆球的质量增大摆球的质量增大 B.B.摆长增大摆长增大C.C.单摆由赤道移到北极单摆由赤道移到北极 D.D.增大振幅增大振幅B C第十六页，本课件共有19页3.3.一个作简谐运动的单摆一个作简谐运动的单摆,周期是周期是1 1秒秒:A.A.摆长缩短为原来的摆长缩短为原来的1/41/4时时,周期是周期是0.50.5妙妙B.B.摆球的质量减小为原来的摆球的质量减小为原来的1/41/4时时,周期是周期是4 4秒秒C.C.振幅减为原来的振幅减为原来的1/41/4时周期是时周期是1 1秒秒D.D.如果重力加速度减为原来的如果重力加速度减为原来的1/41/4时时,周期是周期是0.50.5妙妙.A C第十七页，本课件共有19页1.1.一摆长为一摆长为L L的单摆的单摆,在悬点正下方在悬点正下方5L/95L/9处有一钉子处有一钉子,则这个单摆的周期则这个单摆的周期是是:L思考：第十八页，本课件共有19页mgTmgCosmgSin回复力大小回复力大小：向心力大小：向心力大小：2.单摆运动的受力分析单摆运动的受力分析第十九页，本课件共有19页