1、人教版单摆课件人教版单摆课件2021/2/42一、单摆、摆长：悬点到摆球重心、摆长：悬点到摆球重心的距离叫做摆长。的距离叫做摆长。、单摆：细线一端固定在悬点，、单摆：细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果细线的另一端系一个小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比也可以忽略，直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。这样的装置就叫做单摆。摆长 L=L0+R概念概念2021/2/43我们在生活中我们在生活中 见到的摆见到的摆 是单摆吗？是单摆吗？我们对实际生活中的摆进行我们对实际生活中的摆进行理想化理想化处理，处理，忽略次要因素忽略次
2、要因素、突出主要因素、突出主要因素，这样所这样所构建的理想化物理模型称之为构建的理想化物理模型称之为单摆。单摆。摆线质量摆线质量m 远小于摆球质量远小于摆球质量 M，即即m M。二、单摆理想化条件是摆球所受空气阻力远小于摆球重摆球所受空气阻力远小于摆球重力及绳的拉力，可忽略不计。力及绳的拉力，可忽略不计。摆球的直径摆球的直径 d远小于单摆的摆长远小于单摆的摆长，即，即 d。摆线的伸长量很小，可以忽略。摆线的伸长量很小，可以忽略。2021/2/44谁谁能看作单摆能看作单摆?我才能！我才能！铁球铁球（1）橡橡皮皮筋筋粗麻粗麻绳绳铁球铁球（2）大木球大木球（3）乒乓球乒乓球细细绳绳（4）细细绳绳铁球
3、铁球（5）细细绳绳（6）铁球铁球2021/2/45猜想：是？不是？猜想：是？不是？问题：如何验证？问题：如何验证？方法一：从单摆的振动图象判断方法一：从单摆的振动图象判断方法二：从单摆的受力特征判断方法二：从单摆的受力特征判断三、单摆振动性质的探究2021/2/46所有简谐运动图象都是所有简谐运动图象都是 _正弦或余弦曲线正弦或余弦曲线2021/2/47sin2mgF 与该点速度方向一致，与该点速度方向一致，不断不断改变速度大小改变速度大小cosmgT 与该点速度方向垂直，与该点速度方向垂直，只只改变速度方向改变速度方向2021/2/48x单摆的回复力当当很小时，很小时，x x弧长弧长F=mg
4、sin位移方向与回复力方向位移方向与回复力方向相反相反sinsinLxmgmgxLmgF回)(Lmgk kxF回=L L2021/2/492021/2/410一般偏角一般偏角 5 5(单侧单侧)结结 论论 在在摆角很小的情况下摆角很小的情况下，摆球所受的回复力，摆球所受的回复力跟位移大小成正比，方向始终指向平衡位置跟位移大小成正比，方向始终指向平衡位置（即与位移方向相反），因此（即与位移方向相反），因此单摆做简谐运动单摆做简谐运动)(Lmgk kxF回单摆的回复力2021/2/411单摆的周期与振幅无关（伽利略）无关（伽利略）2021/2/412单摆的周期与摆长摆长越长，周期越大摆长越长，周期
5、越大2021/2/413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成正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，跟振幅、摆比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关。球的质量无关。gl2T （1629-1695）四、单摆的周期2021/2/414五、单摆的应用利用它的等时性计时利用它的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1656年首先利用摆的年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器等时性发明了带摆的计时器（1657年获得专利权）年获得专利权）周期周期T=2s的单摆叫做秒摆的单摆叫做秒摆glT 2 224Tlg
6、 2021/2/415材料鉴赏：材料鉴赏：一位广州人冬天去哈尔滨旅游，在一家大一位广州人冬天去哈尔滨旅游，在一家大型超市以高价购买了一台精致的摆钟，买的时候发现型超市以高价购买了一台精致的摆钟，买的时候发现它走时很准。回到广州不到两天就走时相差一分多钟。它走时很准。回到广州不到两天就走时相差一分多钟。于是大呼上当，心里极其气愤。后来，他求助了于是大呼上当，心里极其气愤。后来，他求助了“消消费者权益保护协会费者权益保护协会”，准备与该超市打一场索赔官司，准备与该超市打一场索赔官司，消费者协会调查研究发现产品消费者协会调查研究发现产品货真价实，那么问题出货真价实，那么问题出在哪儿呢？在哪儿呢？20
7、21/2/4161 1、单摆作简谐运动时的回复力是（、单摆作简谐运动时的回复力是（）A.A.摆球的重力摆球的重力 B.B.摆球重力沿圆弧切线的分力摆球重力沿圆弧切线的分力 C.C.摆线的拉力摆线的拉力 D.D.摆球重力与摆线拉力的合力摆球重力与摆线拉力的合力课 堂 练 习2021/2/4172 2、振动的单摆小球通过平衡位置时，关于小球、振动的单摆小球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力及合外力的说法正确的是受到的回复力及合外力的说法正确的是 （）A.A.回复力为零，合外力不为零，方向指向悬点回复力为零，合外力不为零，方向指向悬点B.B.回复力不为零，方向沿轨迹的切线回复力不为零，方向沿轨迹的
8、切线C.C.合外力不为零，方向沿轨迹的切线合外力不为零，方向沿轨迹的切线D.D.回复力为零，合外力也为零回复力为零，合外力也为零A课 堂 练 习2021/2/4183 3、一个单摆，周期是、一个单摆，周期是T T。a.a.如果摆球质量增到如果摆球质量增到2 2倍，周期将倍，周期将 ；b.b.如果摆的振幅增到如果摆的振幅增到2 2倍，周期将倍，周期将 ；c.c.如果摆长增到如果摆长增到2 2倍，周期将倍，周期将 ；d.d.如果将单摆从赤道移到北京，周期将如果将单摆从赤道移到北京，周期将 ；e.e.如果将单摆从海面移到高山，周期将如果将单摆从海面移到高山，周期将 ；变小变小变大变大变大变大不变不变
9、不变不变课 堂 练 习2021/2/4194 4、小明家从广州搬到北京去、小明家从广州搬到北京去,搬家时把家中的搬家时把家中的大摆钟也带到北京去了大摆钟也带到北京去了.问问:1.:1.这个摆钟到这个摆钟到 北京后是否还准时北京后是否还准时?2.2.若不准若不准,是偏慢还是偏快是偏慢还是偏快?3.3.如须调整应该怎样调节如须调整应该怎样调节?课 堂 练 习2021/2/420圆槽摆钉摆圆锥摆2021/2/421 5 5、如图为半径很大的光滑凹形槽，将有一、如图为半径很大的光滑凹形槽，将有一小球从小球从A A点由静止释放。小球将做什么运动？点由静止释放。小球将做什么运动？LO求运动的周期？求运动的周期？A A课 堂 练 习2021/2/422设光滑圆弧槽的半径为，小球半径为r，摆角小于10，求周期。22lRrTgg圆槽摆2021/2/4236.6.一摆长为一摆长为L L的单摆的单摆,在悬点正下方在悬点正下方5L/95L/9处有处有一钉子一钉子,则这个单摆的周期是多少？则这个单摆的周期是多少？gLT35课 堂 练 习谢谢！
