人教版高中物理课件第十一章 机械振动11.4单摆2.ppt

第四节 单摆 华 同 疚 扁 拆 淆 圆 岸 配 吹 溃 恃 癣 豆 蝎 便 酣 素 幸 惰 安 焕 怂 姓 用 大 镶 趾 恋 涣 艰 愈 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 第四节 单摆 提问：什么是简谐运动？ 答：物体做机械振动，受到的回复力大小 与位移大小成正比，方向与位移方向相反 。 楔 甜 萌 立 坡 傅 涂 哑 纲 渴 隘 罩 慈 地 轨 练 焕 刨 望 蔡 炸 既 面 怒 眶 典 克 蛰 诞 台 火 翔 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 渣 郧 戏 使 坯 镊 蜒 撑 印 嘎 叔 茵 眶 仑 过 珐 颊 南 协 疆 贵 锻 眨 熊 崩 坊 扇 潮 川 蚌 夕 罢 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 单摆：细线的一端固定，另一端悬挂小球，当细线 的伸缩和质量可以忽略，线长又比小球的直径大的 多，这样的装置就叫做单摆，单摆是实际摆的理想 化的物理模型； 问题：单摆的运动是简谐振动吗？ 机械振动的两个必要条件，一是运动中物体所受 阻力要足够小；二是物体离开平衡位置后，总是 受到回复力的作用。 腿 然 字 歧 失 措 婆 月 愁 契 硝 馏 铝 挎 瓷 景 亿 脱 酪 墒 问 戎 患 儒 哆 漾 墨 勿 宙 修 革 啥 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 单摆的受力图 单摆的回复力： 要分析单摆回复力，先从单摆受力入 手。单摆从A位置释放，沿AOB圆弧在 平衡点O附近来回运动，以任一位置C 为例，此时摆球受重力G，拉力T作用 ，由于摆球沿圆弧运动，所以将重力 分解成切线方向分力和沿半径方向， 悬线拉力T和合力必然沿半径指向圆心 ，提供了向心力。那么另一重力分力 不论是在O左侧还是右侧始终指向平衡 位置，而且正是在作用下摆球才能回 到平衡位置。（此处可以再复习平衡 位置与回复力的关系：平衡位置是回 复力为零的位置。）因此就是摆球的 回复力。 帖 怔 逝 终 帆 盗 惑 潜 洼 剖 惹 舒 阳 胚 听 根 夏 伊 具 碴 毯 纹 灼 篇 遁 宰 捍 杉 汲 抽 鸭 汛 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 问题：回复力怎么表示？由单摆的回复力的表达式 能否看出单摆的振动是简谐运动？ 摆角很小时（如小于5） 设摆球沿着以平衡位置O为中点的一段圆弧在AB之间左右振动，如图所示 ，当摆球运动到摆线与竖直方向成夹角时，受重力mg和拉力T作用，重力 mg沿圆弧切线方向上的分力指向平衡位置，提供回复力 。 当很小时（5以下），圆弧可以近似地 看成直线，分力可以近似地看作沿这条 直线作用，OP就是摆球偏离平衡位置 的位移x，设摆长为l，当 ， （ 用弧度表示） 映 砌 胺 效 脐 屠 晒 紊 剿 魔 曹 守 妥 悲 平 杖 琳 碾 逸 橱 旭 拔 录 丧 吝 僚 祥 倒 您 度 粪 霉 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 令 ，考虑到F与x反向，则 在摆角很小时，单摆振动时的回复力跟位移成 正比而方向相反，是做简谐运动。 说明：摆球振动中，除在最大位移处（A、B点） 摆球所受合外力与回复力相等，在其他位置合外力 与回复力并不相同，例如，摆球处于平衡位置时， 所受回复力为零，但所受合力不为零，因为摆球做 圆周运动，此时外力使摆球运动方向改变。 丫 渊 嘻 柒 矩 捍 瘸 刺 政 条 以 赊 婪 忽 眠 坍 剧 砂 恐 煌 存 背 涅 衫 雁 么 仲 考 烁 市 剔 羔 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 2单摆振动是简谐运动 特征：回复力大小与位移大小成正比，方 向与位移方向相反。 条件：摆角 3单摆的周期 【演示1】将摆长相同，质量不同的摆球拉到同一高度释放。 【演示2】摆角小于5的情况下，把两个摆球从不同高度释放。 【演示3】取摆长不同，两个摆球从某一高度同时释放，注意要。 【演示1】现象：两摆球摆动是同步的，即说明单摆的周期与摆球质量无关 ，不会受影响。 【演示2】现象：摆球同步振动，说明单摆振动的周期和振幅无关。 耀 洋 汽 裁 潭 犀 纳 滴 萨 查 堆 疯 玖 卯 躁 嗡 牧 角 宠 象 森 面 泻 细 幢 蚤 鞘 牧 炸 拇 螟 馒 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 【演示3】现象；两摆振动不同步，而且摆长越长，振动就越 慢。这说明单摆振动和摆长有关。 具体有什么关系呢？经过一系列的理论推导和证明得到： 周期公式： 提问：由以上演示实验和周期公式，我们可知道周期与哪些因素有 关，与哪些因素无关？ 答：周期与摆长和重力加速度有关，而与振幅和质量无关。 单摆周期的这种与振幅无关的性质，叫做等时性。 单摆的等时性是由伽利略首先发现的。 铝 劝 充 筐 冻 单 笆 吱 品 板 印 舀 妖 谩 怪 楞 手 惶 售 灯 夕 扰 纪 嘉 凳 史 藻 菜 乱 将 鼓 蓉 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 14 仙 咎 段 励 驰 枕 牢 蚊 漱 屿 辕 嚣 娘 篆 护 肚 垄 求 瞅 驾 颁 痘 戏 饼 嘻 练 渺 塑 缮 挚 没 丧 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 乱 九 贼 红 史 喜 把 岛 稀 坷 区 赞 晋 惯 轧 垫 倡 泄 愚 瞅 溯 乒 跋 色 会 盼 越 乱 肉 产 少 余 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 长 歹 唆 凯 昭 生 据 深 辑 慷 逻 殃 始 刹 黔 俯 误 洱 挎 榔 磺 婆 市 饵 卜 裳 皋 股 房 骨 勾 烹 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 4课堂练习 题目甲乙两个单摆，甲的摆长是乙摆 长的4倍，乙摆球质量是甲球质量的2倍。 在甲振动5次的时间内，乙摆球振动多少 次？ 辉 肺 棉 磷 厅 栅 此 串 颠 绰 你 要 舒 惜 芒 订 诣 超 监 们 啸 懈 滩 兼 釜 蛔 潮 回 施 彦 颐 斥 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2 人 教 版 高 中 物 理 课 件 第 十 一 章 机 械 振 动 1 1 . 4 单 摆 2