第2节单摆(第1课时)

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1、2单摆第一章机械振动常见的在竖直平面内摆动的物体第2节单摆甲乙在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多，这样的装置叫单摆。悬点：不可伸缩，质量不计，长固定细线：摆球：小，质量大一、单摆的结构谁能看作单摆?跟踪练习11.下列哪些材料能做成单摆:A.长为1米的细线B.长为1米的细铁丝C.长为1米的橡皮条D.长为0.2米的细丝线E.直径为5厘米的钢球F.直径为5厘米的泡沫塑料球G.直径为1厘米的钢球H.直径为1厘米的塑料球I.AG单摆的运动是简谐运动

2、吗?１．平衡位置点Ｏ二、单摆振动性质的探究２．受力分析重力弹力３．运动分析以悬点Ｏ／为圆心的圆周运动以点Ｏ为平衡位置的振动结论：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正比，方向总是指向平衡位置，因此单摆做简谐运动单摆所受的各个力在其摆动过程中各起什么作用？跟踪练习2下列关于单摆的说法正确的是()A.摆球经过平衡位置时其合力为零.B.摆球经过平衡位置时其回复力为零.C.单摆作简谐运动的回复力是由摆球重力沿圆弧切线的分力提供的.D.单摆作简谐运动的回复力是由摆球重力与摆线拉力的合力提

3、供的.BCAA’OθG2G1F’G探讨：绳上张力何时最大？何时最小？三、单摆振动的周期（猜测与哪些因素有关）猜想：与振幅A、质量m、摆长L有关；演示实验：控制变量法研究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响实验一L同、m相同摆球拉到不同A处自由释放，观察两摆的摆动情况现象与结论实验二L相同、m不同摆球拉到同一A处自由释放，观察两摆的摆动情况现象与结论实验三将摆长不同、质量相同摆球拉到同一A处自由释放，观察两摆的摆动情况现象与结论两摆同步摆动，说明周期与振幅无关两摆同步摆动，说明周期与质量无关两摆不同步摆动

4、，说明周期与摆长有关，摆长越长，周期越大三、单摆振动的周期1、实验结论：（1）单摆振动的周期与摆球质量无关，当摆角较小时，单摆振动的周期与振幅无关（单摆的等时性）（2）单摆振动的周期与摆长有关，摆长越长，周期越大2、单摆的周期公式——荷兰物理学家惠更斯l：摆长(悬点到小球重心的距离)g：当地重力加速度若π２＝１０，则摆长等于１m的单摆振动周期等于多少？摆长等于１m的单摆，周期为２秒，称为秒摆！3、单摆的应用（1）计时器（利用单摆的等时性）（2）测定重力加速度惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了

5、带摆的计时器（1657年获得专利权）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（）A.回复力为零，合外力不为零，方向指向悬点B.回复力不为零，方向沿轨迹的切线C.合外力不为零，方向沿轨迹的切线D.回复力为零，合外力也为零A跟踪练习3发生下述哪种情况时，单摆周期会增大（）A.增大摆球质量B.缩短摆长C.减小单摆振幅D.将单摆由山上移至山顶E.将单摆由北京移至广洲DE跟踪练习4一摆长为L的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子,则这个单摆的周期是:L跟踪练习5单摆小结通过本节

6、课学习，我们知道：3、在摆角小时，回复力Ｆ≈－x，单摆的振动可看成简谐运动4、单摆的振动周期跟振幅、摆球质量的大小无关，跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，即T＝2π1、单摆是一种理想化的物理振动模型2、单摆振动的回复力是由摆球重力沿圆弧切线方向的分力mgsinθ提供的.练习：2.单摆作简谐运动时的回复力是：A.摆球的重力B.摆球重力沿圆弧切线的分力C.摆线的拉力D.摆球重力与摆线拉力的合力B1、关于单摆的振动，以下说法正确的是()A.摆球摆到最高点时，所受合外力为零B.摆球摆到最高点时

7、，所受合外力指向悬点C.摆球摆到最低点时，所受合外力指向悬点D.摆球摆到最低点时，所受合外力为零.C3.单摆的振动周期在发生下述哪些情况中增大:()A.增大摆球的质量B.增大摆长C.单摆由地球表面移到月球表面D.增大振幅4.由单摆作简谐运动的周期公式可知:()A.摆长无限减小,可以使振动周期接近于零B.在月球表面的单摆周期一定比地球表面的单摆的周期长C.单摆的振动周期与摆球的质量无关D.单摆的振动周期与摆角无关,所以摆角可以是300练习：BCC5、若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过

8、平衡位置的速度变为原来的1/2，则单摆振动的（）A.频率不变，振幅不变C.频率改变，振幅改变B.周期不变，振幅改变D.周期改变，振幅不变6、在下述哪些情况下单摆的简谐振动周期会变大()A.摆球质量增大C.单摆由赤道移到北京B.摆长减小D.单摆由海平面移到高山顶上BD练习：请同学思考此实验的关键之处是什么？F回＝mgsinθ单摆的回复力与位移有何关系？当θ很小（θ＜5°）时：弧长≈弦长θFmgG1G2角度sinθ弧度值θ1o0.017540.017542o