11.4 單擺課件

1、11.4 單 擺,一、單 擺,1、在細(xì)線的一端拴一小球，另一端固定在懸點(diǎn)上，如果懸掛小球的細(xì)線的伸縮和質(zhì)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。,2、單擺是實(shí)際擺的理想化模型,粗麻繩,,,,細(xì)繩,,,,,,,,橡皮筋,②,③,④,①,O,思考與討論,以下擺是否是單擺：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,懸線：細(xì)、長、伸縮可以忽略,擺球：小而重（即密度大）,用下列哪些材料能做成單擺(

2、 ) A.長為1米的細(xì)線 B.長為1米的細(xì)鐵絲 C.長為0.2米的細(xì)絲線 D.長為1米的麻繩 E.直徑為5厘米的泡沫塑料球 F.直徑為1厘米的鋼球 G.直徑為1厘米的塑料球 H.直徑為5厘米的鋼球,A、F,課 堂 練 習(xí),,擺長 L=L0+R,擺長:擺球重心到擺動(dòng)圓弧圓心的距離,擺長和偏角,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,θ,

3、偏角,偏角:擺球擺到最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角,,,思考與討論,單擺振動(dòng)是不是簡諧運(yùn)動(dòng)？,判斷物體是否做簡諧運(yùn)動(dòng)的方法：,（2）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律F=-kx去判斷,（1）根據(jù)物體的振動(dòng)圖像去判斷,,C,,2、受力分析:,,B,A,O,3、回復(fù)力來源：,,重力沿切線方向的分力G2,1、平衡位置：,二、單擺的回復(fù)力,大?。?G2=Gsinθ=mg sinθ,方向：,沿切線指向平衡位置,,,,,,,θ,,,,,,,,,最低點(diǎn)O,,,,?,,

4、x,二、單擺的回復(fù)力,當(dāng)θ很小時(shí)，x≈弧長,,,,,,,,,,,,,,,F＝G2=Gsinθ=mgsinθ,位移方向與回復(fù)力方向相反,sinθ≈θ,=Lθ,一般偏角θ< 5°,二、單擺的回復(fù)力,結(jié) 論,在擺角很小的情況下，擺球所受的回復(fù)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(yùn)動(dòng),單擺振動(dòng)的周期可能與哪些因素有關(guān)呢？,1、周期與振幅是否有關(guān) ?,2、周期與擺球的質(zhì)量是否有關(guān) ?,3、

5、周期與擺長是否有關(guān) ?,4、周期與重力加速度是否有關(guān)?,三、單擺的周期,探究方法：控制變量法,三、單擺的周期,結(jié) 論,4、與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(guān)——重力加速度越大，周期越小,單擺振動(dòng)的周期,1、與振幅無關(guān)——單擺的等時(shí)性,伽利略首先發(fā)現(xiàn)的,2、與擺球的質(zhì)量無關(guān),3、與擺長有關(guān)——擺長越長，周期越大,,單擺振動(dòng)的周期公式：,單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)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(xué)家惠更斯首先發(fā)現(xiàn),三、單擺

6、的周期,1、惠更斯利用擺的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器.,2、 用單擺測定重力加速度。,,四、單擺周期公式的應(yīng)用,1、單擺作簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)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,課 堂 練 習(xí),2、一個(gè)單擺，周期是T。a. 如果擺球質(zhì)量增到2倍，周期將 ；

7、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 ；,變小,變大,變大,不變,不變,課 堂 練 習(xí),課 堂 練 習(xí),小明家從廣州搬到北京去,搬家時(shí)把家中的大擺鐘也帶到北京去了.問:1.這個(gè)擺鐘到 北京后是否還準(zhǔn)時(shí)? 2.若不準(zhǔn),是偏