高中物理單擺

1、高中物理單擺第1頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四物體在豎直平面內(nèi)的機械振動；物體通過細繩或細桿繞一固定點運動；細繩或細桿有質(zhì)量，被懸掛的物體有一定的體積。細繩懸點固定，忽略細繩的質(zhì)量和伸縮，繩長比被懸掛小球的直徑大的多。理想化第2頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四一 認識單擺單擺單擺是對現(xiàn)實擺的一種抽象，是一種理想化的物理模型兩個忽略：1.忽略懸掛小球的細繩的伸縮和質(zhì)量;2.線長又比球的直徑大得多,忽略小球的體積,即可將之視為一質(zhì)點.第3頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四擺長 L=L0+R擺線長 L0單擺的結(jié)構(gòu)擺角第4頁，共1

2、4頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四二 單擺的運動性質(zhì)思考：1.單擺為什么會振動？2.哪個力提供了單擺機械振動的回復(fù)力？3.這個力與單擺偏離平衡位置的位移有何關(guān)系？4.單擺做的運動是簡諧運動嗎？第5頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四單擺受到重力和拉力單擺靜止不動時，擺球所受重力與拉力平衡；單擺被拉離平衡位置釋放時，擺球所受重力和懸線拉力不再平衡重力沿運動方向的分力是擺球機械振動的回復(fù)力懸線拉力與重力沿擺線方向的分力的合力提供小球作圓周運動的向心力第6頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四擺線與豎直方向的夾角為時，單擺振動的回復(fù)力為 F=mgs

3、in 當(dāng)很小時,弧AO、弦AO、垂線段AB近似相等由此得回復(fù)力的大小與偏離平衡位置的位移大小的關(guān)系為很小時（10）單擺的運動為簡諧運動而回復(fù)力的方向與位移的方向相反OABO1第7頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四三 單擺的周期擺角很小時，單擺做的是簡諧運動，單擺的周期與什么因數(shù)相關(guān)呢？擺球質(zhì)量相同，擺角相同，觀察周期T與擺長l的關(guān)系？擺球質(zhì)量相同，擺長l相同，觀察周期T與擺角的關(guān)系？擺長l相同，擺角相同，觀察周期T與擺球質(zhì)量的關(guān)系？實驗方法：控制變量法第8頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四在同一個地方，單擺周期T與擺球質(zhì)量和擺動的幅度無關(guān)，僅與擺長l

4、有關(guān)系，且擺長越長，周期越大荷蘭物理學(xué)家惠更斯（1629-1695）通過實驗進一步找到： 單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、擺球的質(zhì)量無關(guān)實驗結(jié)論單擺的周期公式：第9頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四四 單擺的應(yīng)用應(yīng)用一：計時器（應(yīng)用單擺的等時性） 惠更斯在1656年首先利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器（1657年獲得專利權(quán)）應(yīng)用二：測量重力加速度（應(yīng)用周期公式）第10頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四小結(jié)：1.單擺：理想化的物理模型在細線的一端拴上一個小球，另一端固定在懸點上，如果線的伸縮和質(zhì)量可以忽略不

5、計，擺線長比小球直徑大得多，這樣的裝置叫單擺3.單擺的周期公式：單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、擺球的質(zhì)量無關(guān)單擺的周期公式：2.單擺做簡諧的條件：在擺角很小的情況下( )，單擺所受回復(fù)力跟位移成正比且方向相反，單擺做簡諧運動第11頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四練習(xí)：1.下列哪些材料能做成單擺:A.長為1米的細線 B.長為1米的細鐵絲C.長為1米的橡皮條 D.長為0.2米的細絲線E.直徑為5厘米的鋼球 F.直徑為5厘米的泡沫塑料球G.直徑為1厘米的鋼球 H.直徑為1厘米的塑料球A G2.單擺作簡諧運動時的回復(fù)力是：A.擺球的重力 B.擺球重力沿圓弧切線的分力C.擺線的拉力 D.擺球重力與擺線拉力的合力B第12頁，共14頁，2022年，5月20日，10點0分，星期四3.單擺的振動周期在發(fā)生下述哪些情況中增大:A.增大擺球的質(zhì)量 B.增大擺長C.單擺由地球表面移到月球表面 D.增大振幅B CC4.由單擺作簡諧運動的周期公式可知:A.擺長無限減小,可以使振動周期接近于零B.在月球表面的單擺周期一定比地球表面的單擺的周期長C.單擺的振動周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)D.單擺的振動周期與擺角無關(guān),所以擺角可以是300 第13頁，共14頁，2022年，5月