單擺課件高二上學期物理選擇性

第二章

機械振動

第3節(jié)

單擺匯報人：生活中，我們?？吹揭恍┬≌穹臄[動現(xiàn)象，類似簡諧運動。當擺鐘做小振幅的擺動時，可近似看作簡諧運動，本節(jié)我們將在建立單擺模型的基礎(chǔ)上，學習單擺擺動的規(guī)律1.理解單擺振動的特點及它做簡諧運動的條件.2.掌握單擺振動的周期公式.3.觀察演示實驗，概括出周期的影響因素，由實驗現(xiàn)象得出物理結(jié)論.學習目標1．單擺：把一根不能伸長的細線上端固定，下端拴一個小球，線的質(zhì)量和球的大小忽略不計，這種裝置稱為單擺。單擺線輕且不可伸長擺球沒有大小2．理想化物理模型：研究條件：與小球受到的重力及繩子的拉力相比，空氣等對它的阻力可以忽略.一、單擺3.單擺的結(jié)構(gòu)θ擺角擺長：擺球重心到擺動圓弧圓心的距離。偏角：擺到最高點時，細線與豎直方向的夾角。擺線的長l0擺長為l=l0+R下列裝置能否看作單擺？橡皮繩粗麻繩細繩細繩細繩√××××塑料球鐵球懸點：擺線：擺球：輕而長、幾乎不可伸縮固定小而重理想化條件細繩細繩繞在柱上√×鐵球鐵球4.單擺的判斷二、單擺的振動1.平衡位置：最低點O2.受力分析：重力G彈力T3.運動過程分析：以點Ｏ為平衡位置的機械振動以懸點Ｏ′為圓心的圓周運動CBAOθTＯ′G二、單擺的振動4.力與運動的關(guān)系：沿切線方向機械振動：回復力為重力沿切線方向的分力G2回復力大?。貉匕霃椒较驁A周運動：向心力大?。鹤ⅲ夯貜土Σ皇侵亓屠Φ暮狭BAOθTＯ′GG2G1二、單擺的振動5.單擺的回復力表達方式：F回=G切=-mgsinθ當θ很小時（θ＜5°），F(xiàn)回=G切=-mgsinθ位移方向與回復力方向相反x

擺長l二、單擺的振動6.結(jié)論：在擺角很?。é龋?°）的情況下，擺球所受的回復力跟位移大小成正比，方向始終指向平衡位置（即與位移方向相反），因此單擺做簡諧運動.公式表示為：二、單擺的振動單擺周期與哪些因素相關(guān)擺球質(zhì)量?繩長?振幅?重力加速度?●●●●●●1.思考討論：三、單擺的周期●取兩個擺長和擺球質(zhì)量都相等的單擺，將兩擺球拉離平衡位置，其中一個擺球拉到擺角約4°處，另一個擺球拉到擺角約2°處，皆由靜止釋放。比較兩個單擺的周期，探究周期與振幅的關(guān)系?！袢蓚€擺長相等、擺球質(zhì)量不等的單擺，將兩擺球拉至相同的擺角，由靜止釋放。比較兩個單擺的周期，探究周期與擺球質(zhì)量的關(guān)系?！袢蓚€擺長不等、擺球質(zhì)量相等的單擺，將兩擺球拉至相同的擺角，由靜止釋放。比較兩個單擺的周期，探究周期與擺長的關(guān)系。探究方法：________法?？刂谱兞?.實驗探究：三、單擺的周期3.進行實驗，得出結(jié)論：②單擺振動周期與擺球質(zhì)量無關(guān)。③單擺振動周期與擺長有關(guān)——擺長越長，周期越大。①單擺振動周期與振幅無關(guān)——單擺的等時性。④單擺振動周期與重力加速度有關(guān)——重力加速度越大，周期越小三、單擺的周期荷蘭物理學家惠更斯（1629-1695）通過實驗進一步得出：單擺做簡諧運動的周期跟擺長的算數(shù)平方根成正比，跟重力加速度的算數(shù)平方根成反比．該式是個近似公式，由它算出的周期與精確值之間的差別隨著偏角的增加而增加。當偏角為5o時兩者相差0.01%4.得出結(jié)論：三、單擺的周期5.注意事項(1)擺長l：懸點到球心的距離(2)適用條件：單擺做簡諧運動.θ＜5°(3)利用單擺測重力加速度6．應(yīng)用：①制成擺鐘用來計量時間。單擺的等時性。

②測出周期T和擺長l，求重力加速度。課堂練習1.用下列哪些材料能做成單擺（）A.長為1米的細線E.直徑為5厘米的泡沫塑料球B.長為1米的細鐵絲F.直徑為1厘米的鋼球C.長為0.2米的細絲線G.直徑為1厘米的塑料球D.長為1米的麻繩H.直徑為5厘米的鋼球AF課堂練習2.下列哪些情況可使單擺（

＜5°）的振動周期增大（）A.擺球的質(zhì)量增大B.擺長增大C.單擺由赤道移到北極D.增大振幅B課堂練習3.如圖所示為相同的小球(可看作質(zhì)點)構(gòu)成的單擺，所有的輕繩長度都相同，在不同的條件下的周期分別為T1、T2、T3、T4(其中(3)圖兩小球均帶負電荷，(4)圖中振動系統(tǒng)處于勻加速下降的電梯內(nèi))，關(guān)于周期大小關(guān)系的判斷，正確的是

()

A.T1>T2>T3>T4

B.T4<T1＝T3<T2C.T4>T1＝T3>T2

D.T1<T2<T3<T4C課堂小結(jié)在最大擺角很小的情況下，單擺做簡諧運動．擺線質(zhì)量不計