高中物理4 单摆备课ppt课件

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摆球沿圆弧运动,单摆的回复力是摆球的重力沿⑨　圆弧切线方向    的分力, 在偏角很小的情况下,摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成⑩　正比    , 方向总指向平衡位置,因此摆球在偏角很小时做简谐运动,其振动图象遵循 　正弦    函数规律.
1.影响单摆周期的因素:实验表明,单摆振动的周期与摆球的 　质量    无关,在振幅较小时与 　振幅    无关,但与摆长有关,摆长 　越长    ,周期越长.2.单摆的周期公式:荷兰物理学家惠更斯发现,单摆做简谐运动的周期T与摆长l的 二次方根成正比,与重力加速度g的二次方根成反比,与摆球的质量、振幅无关.计 算单摆周期的公式为T= 　2π     .
　　由单摆周期公式可得g=          ,如果测出单摆的 　摆长l    、周期T,就可以求出当地的重力加速度.
1.单摆在任何情况下的运动都是简谐运动.(    ✕　)单摆在偏角很小的情况下所做的运动是简谐运动.2.单摆的回复力是重力的分力. (　√　)3.单摆的周期与摆球的质量无关. (　√　)4.利用单摆可以测定重力加速度. (　√　)5.单摆的振幅越小,周期越小. (     ✕ 　)单摆振动的周期在振幅较小时与振幅无关.
 运动特点(1)摆球以悬点为圆心做变速圆周运动,因此在运动过程中只要速度v≠0,沿半径方 向都受向心力.(2)摆球同时以平衡位置为中心做往复运动,因此在运动过程中只要不在平衡位置, 沿轨迹的切线方向都受回复力. 单摆的回复力是由重力沿圆弧切线方向的分力F=mg sin θ提供的.
 如图所示,在偏角很小的情况下,sin θ≈ ,其中x为摆球偏离平衡位置O点的位移大小.单摆的回复力F=- x,x为摆球偏离平衡位置的位移,负号表示回复力F与位移x的方向相反,令k= ,则F=-kx.由此可见,单摆在偏角很小的情况下的运动为简谐运动.注意　(1)摆球经过平衡位置时,回复力为零,但合外力不为零(合外力提供向心力).(2)单摆的回复力为摆球的重力沿圆弧切线方向的分力,而不是摆球受到的合外力.
 历史的发现惠更斯确定了计算单摆周期的公式. 影响单摆周期的因素(1)单摆的周期跟摆长有关,摆长越长,周期越长.(2)单摆的周期跟单摆所在处的重力加速度g有关,重力加速度越大,周期越短. 单摆的周期公式:T=2π .
 摆长与等效摆长摆长是指从悬点到摆球重心的长度.图(a)中甲、乙在垂直纸面方向摆起来效果是相同的,所以甲摆的等效摆长为l·sin α,其周期T=2π .图(b)中,乙在垂直纸面方向摆动时,与甲等效;乙在纸面内小角度摆动时,与丙等效. 
 影响“g”的因素(1)单摆所处的空间位置:纬度不同、高度不同,g值不同.(2)等效重力加速度
 简谐运动的两种模型的比较
 实验原理单摆在偏角很小(小于5°)时的运动,可看成简谐运动,其周期T=2π ,可得g= .据此,通过实验测出摆长l和周期T,即可通过计算得到当地的重力加速度. 实验器材铁架台及铁夹、金属小球(上面有一个通过球心的小孔)、停表、细线(长1 m左 右)、刻度尺(分度值为1 mm)、游标卡尺.