高二物理單擺課件新課標人教版

四、單擺一、單擺在細線的一端拴一小球，另一端固定在懸點上，如果懸掛小球的細線的伸縮和質量可以忽略，線長又比球的直徑大得多，這樣的裝置就叫做單擺。單擺是理想化的物理模型擺線：質量忽略不計，不可伸縮擺線長度比小球直徑大得多球：質量大，體積小以下擺是否是單擺：粗麻繩粗棍上細繩掛在

細繩橡皮筋

②③④①AOO’A擺長L=L0+Rθ擺角或偏角擺長:擺球重心到擺動圓弧圓心的距離單擺的平衡位置BOMA二、單擺的回復力

1、受力分析:重力拉力二、單擺的回復力

1、受力分析:重力拉力BAOG2G1TGQ方向：沿切線指向平衡位置擺球重力的分力G2始終沿軌跡切向，指向平衡位置O2、單擺的回復力：大?。篎回＝G2=Gsinθ=mgsinθθxxxF回＝G2=Gsinθ

=mgsinθ≈mgθL≈

mgLX位移方向與回復力方向相反F回=-kx

F回=mgL

X–x當θ很少時，x≈弧長=Lθsinθ≈θ（k=mgL）

弧度θ

正弦值sinθ

差值1°0.0174530.0174520.0000012°0.0349060.0348990.0000073°0.0523590.0523350.0000244°0.0698120.0697550.0000575°0.0872650.0871450.0001206°0.1047180.1045270.0001917°0.1221710.1218670.000304在擺角小于5度的條件下：

Sinθ

≈θ

（弧度值）三、單擺振動是簡諧振動

F回

=mgLx特征：回復力的大小與位移的大小成正比，

回復力的方向與位移的方向相反。條件：擺角α<10°四、單擺的周期周期與振幅是否有關?周期與擺球的質量是否有關?周期與重力加速度是否有關?周期與擺長是否有關?方法:控制變量法

單擺振動的周期可能與哪些因素有關呢？演示1：周期是否與振幅有關？振幅大振幅小單擺的振動周期與其振幅無關，這是單擺的重要特性，稱為單擺的等時性。單擺振動的等時性是伽利略首先發(fā)現(xiàn)的。演示2：周期與擺長是否有關？單擺振動周期和擺長有關演示3：周期與擺球的質量是否有關金屬球

塑料球單擺振動周期和擺球質量無關4、周期與當?shù)氐闹亓铀俣仁欠裼嘘P?四、單擺的周期周期公式：

單擺做簡諧運動的振動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。荷蘭物理學家惠更斯首先發(fā)現(xiàn)五、周期公式的理解:1、擺長L＝細繩長度＋小球半徑3、擺長、重力加速度都一定時，周期和頻率也一定，通常稱為單擺的固有周期和固有頻率。2、單擺周期與擺長和重力加速度有關，與振幅和質量無關。六、單擺周期公式的應用1、惠更斯利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器，擺的周期可以通過改變擺長來調節(jié)，計時很方便。2、單擺的周期和擺長容易用實驗準確地測定出來，所以可利用單擺準確地測定各地的重力加速度。1、一個單擺，周期是T。a.如果擺球質量增到2倍，周期將b.如果擺的振幅增到2倍，周期將c.如果擺長增到2倍，周期將d.如果將單擺從赤道移到北京，周期將e.如果將單擺從海面移到高山，周期將課堂練習：2、同一地點有甲、乙兩個單擺，當甲擺動了120次時，乙恰好擺動了80次，則甲、乙兩擺的擺長之比是（）A、2：3B、3：2C、4：9D、9：4C3、周期為2秒的單擺叫做秒擺，若重力加速度g取9.8m/s2，求秒擺的擺長4、一個單擺擺長100.4cm，測得它完成30次全振動共用60.3s，求當?shù)刂亓铀俣榷啻?？解：根?jù)，有g=42L/T2由題設條件可知T=

60.330s=2.01sg=4×3.142×1.0042.012m/s2=9.80

m/s25、兩個擺長相同的單擺，擺球質量之比是4:1，在不同地域振動，當甲擺振動4次的同時，乙擺恰振動5次，則甲、乙二擺所在地區(qū)重力加速度之比為

。6、一擺長為L的單擺，在懸點正下方L/3處有一釘子，則這個