2019-2020学年人教版高中物理选修3-4课件:11.4单摆 .ppt
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1、第十一章,机械振动,第四节 单摆,课 前 预 习,1单摆 在细线的一端拴一个小球,另一端固定在悬点上,如果线的质量相对于_的质量以及球的直径相对于_可以忽略,这样就形成单摆。 2单摆是一个理想化的模型 (1)在这个模型里,悬线无弹性、不可_、没有_,小球是_。 (2)实际做成的单摆,悬线的伸缩_,质量_,小球的质量_,直径与线长相比可忽略,则越接近理想化的单摆。,单摆,球,线长,伸缩,质量,质点,越小,越轻,越大,1回复力的来源 摆球的重力沿_方向的分力。 2回复力的特点 在偏角很小时,摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成_,方向总指向_,即F_ 3运动规律 单摆在偏角很小时做_运动,其振
2、动图象遵循_函数规律。,单摆的回复力,圆弧切线,正比,平衡位置,简谐,正弦,1探究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响 (1)探究方法:_法。 (2)实验结论: 单摆振动的周期与摆球质量_。 振幅较小时周期与振幅_。 摆长越长,周期_;摆长越短,周期_。,单摆的周期,控制变量,无关,无关,越大,越小,刻度尺,游标卡尺,摆长,摆长,惠更斯,正比,反比,摆长l,周期T,判一判 (1)制作单摆的细线不能太长也不能太短,1 m左右为宜。( ) (2)制作单摆的摆球越大越好。( ) (3)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。( ) (4)单摆的回复力是重力的分力。( ) (5)单摆的周期与摆球的质量无关。
3、( ) (6)利用单摆可以测定重力加速度。( ) (7)单摆的振幅越小,周期越小。( ),选一选 (湖北襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中2016年高二下学期期中联考)单摆的振动周期在发生下述哪些情况中增大( ) A摆球质量增大 B摆长减小 C单摆由赤道移到北极 D单摆由海平面移到高山顶上,D,想一想 有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度(如图)。已知该单摆在海平面处的周期是T0。当气球停在某一高度时,测得该单摆周期为T,则该气球此时离海平面的高度h是多少?(把地球看做质量均匀分布的半径为R的球体),课 内 探 究,如图所示,一根细线上端固定,下端连接一个金属小球,用手使小球偏
4、离竖直方向一个夹角,然后释放。 (1)小球受到哪些力的作用? (2)什么力提供向心力? (3)什么力提供回复力? 提示:(1)小球受细线的拉力和重力作用。 (2)细线的拉力和重力沿径向的分力的合力提供向心力。 (3)重力沿圆弧切线方向的分力提供小球振动的回复力。,探究一 对单摆的回复力及运动特点的理解,特别提醒:(1)单摆振动的回复力为摆球重力沿圆弧切线方向的分力,回复力不是摆球所受的合外力。 (2)单摆的摆动不一定都是简谐运动,只有单摆做小角度(摆角小于5)摆动时才认为是简谐运动。,将一个摆长为l的单摆放在一个光滑的、倾角为的斜面上,其摆角为,如图所示,下列说法正确的是( ) A摆球做简谐运
5、动的回复力为Fmgsinsin B摆球做简谐运动的回复力为Fmgsin C摆球经过平衡位置时合力为零 D摆球在运动过程中,经过平衡位置时,线的拉力为Fmgsin 解题指导:将重力准确分解到沿斜面方向是解题的关键。,A,对点训练1 (北京大学附中河南分校2016年高二下学期期中)关于单摆振动过程中的受力,下列正确的说法是( ) A重力和摆线对摆球拉力的合力总是指向悬点 B回复力是重力和摆线对摆球拉力的合力 C回复力是重力沿切线方向的分力;重力的另一分力小于或等于摆线拉力 D回复力是重力沿切线方向的分力;重力的另一分力与摆线拉力平衡 解析:重力竖直向下,摆线对摆球的拉力总是指向悬点,故合力不总是指
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