高中物理精品：單擺課件(上課必備)

1、秋千擺鐘祁陽四中 柏國卿1.1.構成：構成：細線、小球細線、小球 . .2.2.“理想化理想化”的體現(xiàn)：的體現(xiàn)：細線的質量與小球相比可以忽略細線的質量與小球相比可以忽略, ,球的直徑與線的長度相比可以忽略球的直徑與線的長度相比可以忽略. .1.1.回復力的大小：回復力的大?。篏 FFG1當當很小時很小時F與與x方向相反方向相反設設則有則有2.2.單擺作簡諧運動的條件：單擺作簡諧運動的條件： 偏角偏角很小很小AOA3.3.單擺的運動單擺的運動G FFG11.1.實驗結論：實驗結論：單擺的周期與擺球的質量單擺的周期與擺球的質量、運動的振幅無運動的振幅無關，但與擺長有關，擺長越長，周期越大關，但與擺

2、長有關，擺長越長，周期越大. .2.2.周期周期T T與擺長與擺長 的定量關系：的定量關系：惠更斯，荷蘭物理惠更斯，荷蘭物理學家、天文學家、學家、天文學家、數(shù)學家，土衛(wèi)六的數(shù)學家，土衛(wèi)六的發(fā)現(xiàn)者，他還發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)者，他還發(fā)現(xiàn)了獵戶座大星云和了獵戶座大星云和土星光環(huán)，他還設土星光環(huán)，他還設計了用來計時的擺計了用來計時的擺鐘。他是介于伽利鐘。他是介于伽利略與牛頓之間一位略與牛頓之間一位重要的物理學先驅。重要的物理學先驅。3.3.單擺的周期公式：單擺的周期公式：1.1.實驗原理：實驗原理：2.2.測量儀器測量儀器: :秒表、直尺、游標卡尺秒表、直尺、游標卡尺. .3. 3. 圖象的斜率圖象的斜率: :g

3、lT2公式：224Tlg小結小結: :單擺的周期單擺的周期T TglTsin2glT2擺球重心到擺動圓弧圓心的距離。擺球重心到擺動圓弧圓心的距離。o雙線擺雙線擺Lo例例. 如圖，一小球用長為如圖，一小球用長為L的細線系于與水平面的細線系于與水平面成成角的光滑斜面內，小球呈平衡狀態(tài)。若使細角的光滑斜面內，小球呈平衡狀態(tài)。若使細線偏離平衡位置，其偏角小于線偏離平衡位置，其偏角小于5o，然后將小球由，然后將小球由靜止釋放，則小球到達最低點所需的時間為多少？靜止釋放，則小球到達最低點所需的時間為多少？ 不論懸點如何運動或還是受別的作用力，等效重力加速度的取不論懸點如何運動或還是受別的作用力，等效重力加

4、速度的取值總是單擺不振動時，擺線的拉力與擺球質量的比值值總是單擺不振動時，擺線的拉力與擺球質量的比值(g=T/m)(g=T/m)。sin2gLT 一單擺，擺長為一單擺，擺長為L L，擺球質量為，擺球質量為m m，懸在升降機頂部，當升，懸在升降機頂部，當升降機以加速度降機以加速度a a下降時，求：單擺周期下降時，求：單擺周期T T。 a等效重力加速度等效重力加速度g=T/m=g-a 在平衡位置，且相對靜止時（相對升降機），在平衡位置，且相對靜止時（相對升降機），擺繩拉力擺繩拉力 T=mg-ma解：解：agLT2則則變形：若升降機以加速度變形：若升降機以加速度a a上升呢？上升呢？agLT2單擺處

5、于超重狀態(tài)時，等效單擺處于超重狀態(tài)時，等效g=g+ag=g+a，失重時等效，失重時等效g=g-ag=g-a 如圖有一帶電量為如圖有一帶電量為q q的小球，用長為的小球，用長為 L L的絕緣細的絕緣細線懸掛在勻強電場線懸掛在勻強電場E E中，勻強電場方向與重力方向相中，勻強電場方向與重力方向相同，當小球小角度擺動時，求擺動周期。（小球半徑同，當小球小角度擺動時，求擺動周期。（小球半徑為為r r，重力加速度為，重力加速度為g g）E變形：若把勻強電場變?yōu)樗较蛴夷?？變形：若把勻強電場變?yōu)樗较蛴夷兀?單擺不擺動時在平衡位置，擺繩拉力單擺不擺動時在平衡位置，擺繩拉力 T=mg+Eq解：解：mEqgl

6、T2則則等效重力加速度等效重力加速度mEqgmTg 不論懸點如何運動或還是受別的作用力，等效重力加速度的取不論懸點如何運動或還是受別的作用力，等效重力加速度的取值總是單擺不振動時，擺線的拉力與擺球質量的比值值總是單擺不振動時，擺線的拉力與擺球質量的比值(g=T/m)(g=T/m)。注意：此結論在除去繩子拉力或者等效拉力外，其它力是恒力的注意：此結論在除去繩子拉力或者等效拉力外，其它力是恒力的情況下普遍適用，否則要由單擺周期的本質來考慮！情況下普遍適用，否則要由單擺周期的本質來考慮！+例例. . 一單擺的懸點處有一帶正電一單擺的懸點處有一帶正電q q小球，懸掛的小球也帶正電小球，懸掛的小球也帶正電q q，擺長為擺長為L L，小球半徑可忽略，求單擺做小角度擺動時的周期。，小球半徑可忽略，求單擺做小角度擺動時的周期。分析：此時小球除去繩子拉力受重力和庫侖力，而分析：此時小球除去繩子拉力受重力和庫侖力，而庫侖力方向不斷變化！故不能應用所述結論解題。庫侖力方向不斷變化！故不能應用所述結論解題。應當考慮此時回復力的