鲁科版2019高中物理选择性必修第一册单摆(共18张PPT).pptxVIP

鲁科2019第3节单摆高中物理选择性必修一第2章机械振动

来回摆动的钟摆往复摆荡的秋千生活中的摆动现象钟摆、秋千的运动都属于机械振动。这样的运动模型可以将其简化为一根细线上端固定，下端系一个小球的物理模型。

01单摆的振动把一根不能伸长的细线上端固定，下端拴一个小球，如果忽略线的质量和球的大小，则这样的装置就称为单摆。θ摆长L平衡位置摆角单摆是一种理想模型。单摆的振动是不是简谐运动呢？摆动过程只有重力做功，机械能守恒。

回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反的运动称简谐运动。知识回顾对摆球受力分析O当摆球静止于点O时，球所受重力(G)和线对球的拉力(T)彼此平衡。GT把球拉离点O由静止释放，球沿着以位置O为中心的一段圆弧BC做往复运动，点O是单摆振动的平衡位置。当球沿圆弧运动到某点P时，球所受拉力T与重力G在摆线方向上的分力F′的合力提供向心力，不影响球运动的速度大小；重力沿圆弧切线方向的分力F则会改变球沿圆弧运动的速度大小。当球处于平衡位置右侧时，F指向左方；当球处于平衡位置左侧时，F指向右方。可见，重力沿圆弧切向的分力F提供了使球沿圆弧振动的回复力。点一点播动画单摆回复力的方向与位移方向相反。

单摆回复力大小与位移的关系单摆的回复力：当摆角θ很小时：单摆回复力的方向与位移方向相反。单摆的回复力表示为：G与l为定值令G/l为k表明:在摆角很小的情况下，单摆所受回复力大小与摆球位移大小成正比，方向与摆球位移方向相反。即：在摆角很小的情况下，单摆的振动可近似视为简谐运动。

习题练习例1、（多选）关于单摆做简谐运动，下列说法正确的是()BDA、经过平衡位置时所受的合力为0B、经过平衡位置时所受的回复力为0C、回复力是重力和摆线拉力的合力D、回复力是重力沿圆弧切线方向的分力

例2．关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是()A．摆球受重力、摆线的张力、回复力、向心力作用B．摆球受的回复力最大时，向心力为零；回复力为零时，向心力最大C．摆球受的回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大D.摆球受的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向习题练习B

单摆的振动图像

单摆的周期与什么因素有关呢？摆球质量？绳长？振幅？重力加速度？单摆的周期

探究影响单摆振动周期的因素1、取两个摆长和摆球质量都相等的单摆，将两摆球拉离平衡位置，其中一个摆球拉到摆角约4°处，另一个摆球拉到摆角约2°处，皆由静止释放。比较两个单摆的周期，探究周期与振幅的关系。2、取两个摆长相等、摆球质量不等的单摆，将两摆球拉至相同的摆角，由静止释放。比较两个单摆的周期，探究周期与摆球质量的关系3、取两个摆长不等、摆球质量相等的单摆，将两摆球拉至相同的摆角，由静止释放。比较两个单摆的周期，探究周期与摆长的关系。

探究影响单摆振动周期的因素

探究影响单摆振动周期的因素1、取两个摆长和摆球质量都相等的单摆，将两摆球拉离平衡位置，其中一个摆球拉到摆角约4°处，另一个摆球拉到摆角约2°处，皆由静止释放。比较两个单摆的周期，探究周期与振幅的关系。2、取两个摆长相等、摆球质量不等的单摆，将两摆球拉至相同的摆角，由静止释放。比较两个单摆的周期，探究周期与摆球质量的关系3、取两个摆长不等、摆球质量相等的单摆，将两摆球拉至相同的摆角，由静止释放。比较两个单摆的周期，探究周期与摆长的关系。结论二：单摆振动周期与摆球质量无关结论三：单摆振动周期与摆长有关结论一：单摆振动周期与振幅无关摆长越长，周期越大。

02单摆的周期进一步研究表明，单摆做简谐运动的周期T与摆长l的算术平方根成正比，与重力加速度g的算术平方根成反比，关系式可表示为称为单摆周期公式是荷兰物理学家惠更斯首先提出的克里斯蒂安·惠更斯1629-1695他是介于伽利略与牛顿之间一位重要的物理学先驱，是历史上最著名的物理学家之一。他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。

单摆的应用同一地点，重力加速度相同，一定摆长的单摆就具有恒定不变的周期。惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器单摆的等时性摆钟如果能测出单摆的摆长和周期，也可利用单摆的周期公式测量当地的重力加速度。

1.悬挂于同一点的两个单摆的摆长相等，A的质量大于B的质量,O为平衡位置，分别把它们拉离平衡位置同时释放，若最大的摆角都小于5°,那么它们将相遇在（）A.O点B.O点左侧C