第九章第四節(jié)單擺

第四節(jié) 單擺教學目標教學目標1、知道什么是單擺。、知道什么是單擺。2、理解擺角很小時單擺的振動是簡諧振動。、理解擺角很小時單擺的振動是簡諧振動。3、知道單擺的周期跟什么因素有關，了解單擺、知道單擺的周期跟什么因素有關，了解單擺的周期公式，并能用來進行有關的計算。的周期公式，并能用來進行有關的計算。復復 習習 提提 問問1機械振動機械振動簡諧運動簡諧運動物體在平衡位置附近所做的往復運動物體在平衡位置附近所做的往復運動,叫做機械叫做機械振動，通常簡稱為振動。振動，通常簡稱為振動。物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比、并物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比、并且總指向平衡位置的回復力的作用下的振動，且總指向平衡位置的回復力的作用下的振動，叫做簡諧運動。叫做簡諧運動。簡諧運動的條件簡諧運動的條件:F=-kx4 簡諧運動的周期物體在豎直平面內(nèi)的擺動物體在豎直平面內(nèi)的擺動2.擺鐘擺錘的運動。你還知道你還知道 多少？多少？事事 例例分分 析析1.小孩蕩秋千；日常生活中一類常見的機械振動：日常生活中一類常見的機械振動：秋千風鈴吊燈擺鐘1.物體在豎直平面內(nèi)的運動；2.物體通過細繩或細桿繞一固定點運動；3.細繩或細桿有質(zhì)量，被懸掛的物體有一定的體積。這些實際的機械振動有什這些實際的機械振動有什么樣的特點呢？么樣的特點呢？2.線長又比球的直徑大得多線長又比球的直徑大得多,忽略小球的體積，即忽略小球的體積，即將之視為一質(zhì)點。將之視為一質(zhì)點。3.不計運動過程中的阻力不計運動過程中的阻力一、單擺的概念一、單擺的概念單擺是對現(xiàn)實擺的抽象，單擺是對現(xiàn)實擺的抽象，1.忽略懸掛小球的細繩的伸縮和質(zhì)量；忽略懸掛小球的細繩的伸縮和質(zhì)量；我們在生活中 見到擺 是單擺嗎？是一種理想化的物理模型。擺長 L=L0+R擺角或偏角小球靜止時:二、單擺運動性質(zhì)的理論探索二、單擺運動性質(zhì)的理論探索F1.定性分析定性分析：平衡位置O處：G=F小球運動時F向=F-G=mv2/l向心力大小：向心力大?。菏芰μ攸c受力分析受力分析任意位置任意位置P P處：處：擺球所受重力G和懸線拉力 F 不再平衡，重力G沿運動方向（與垂直擺線方向）的分力是擺球往復運動的回復力，懸線拉力 F 與擺球所受重力G沿擺線取向的分力的合力是小球作圓周運動的向心力。運動特點運動特點以懸點為圓心的圓周運動以懸點為圓心的圓周運動以點為平衡位置的振動以點為平衡位置的振動AAOFG G2G1FGF回回=G1=Gsin？:F=-kx設小球運動到任意點設小球運動到任意點P時，擺線與時，擺線與 豎直豎直 方向方向 的夾角為的夾角為，擺球偏離平衡位置的位移為擺球偏離平衡位置的位移為x，擺長為，擺長為l，2.定量分析：AAOFG G2GFG1G2G1FG受力特點：受力特點：小球擺動的回復力小球擺動的回復力F為為:Osin 很小時：很小時：sinlx運動性質(zhì)：在偏角很小的情況下，單擺做簡諧運動?！啊北硎綟方向與x方向相反 .關的恒量是一與系統(tǒng)構(gòu)成要素有l(wèi)mgk sin1mgGF,sinlx很小時，在偏角kxxFlmg所以單擺的回復力為單擺做簡諧運動，也可以從單擺的振動圖單擺做簡諧運動，也可以從單擺的振動圖象看出來象看出來.（點擊下圖看動畫演示）（點擊下圖看動畫演示）單擺的振幅、擺長、擺球質(zhì)量、當?shù)氐闹貑螖[的振幅、擺長、擺球質(zhì)量、當?shù)氐闹?力加速度。力加速度。010三、單擺振動周期的實驗探索三、單擺振動周期的實驗探索1.實驗器材：實驗器材：小球、細繩、鐵架臺、毫米刻度尺、秒表和小球、細繩、鐵架臺、毫米刻度尺、秒表和條形磁體條形磁體2.實驗應滿足的條件：實驗應滿足的條件：偏角很小，一般小于偏角很小，一般小于 。3.影響單擺振動周期的可能因素：影響單擺振動周期的可能因素：單擺的周期與重力加速度4.實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：單擺的周期跟單擺的振幅單擺的周期跟擺球的質(zhì)量單擺的周期與擺長沒有關系(單擺的等時性)；沒有關系；有關系：擺長越長（短），周期越大（小）；重力加速度越大（?。?，周期越?。ù螅?。有關系：方法 :控制變量法 四、單擺的應用：四、單擺的應用：利用它的等時性計時利用它的等時性計時測定重力加速度測定重力加速度惠更斯在惠更斯在1656年首先利用擺的等年首先利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器（時性發(fā)明了帶擺的計時器（1657年獲得專利權）年獲得專利權）glT2224Tlg鞏固練習：鞏固練習：1.單擺作簡諧運動時的回復力是：A.擺球的重力 B.擺球重力沿圓弧切線的分力C.擺線的拉力 D.擺球重力與擺線拉力的合力答案：答案：B2.單擺（10）的振動周期在發(fā)生下述哪些情況中 增大:A.擺球的質(zhì)量增大 B.擺長增大C.單擺由赤道移到北極 D.增大振幅答案：答案：B3.一擺長為L的單擺,在懸點正下方5L/9處有一釘子,則這個單擺的周期是:gLT35答案：小結(jié)：小結(jié)：glT21.在細線的一端拴上一個小球，另一端固定在懸點上，如在細線的一端拴上一個小球，另一端固定在懸點上，如果線的伸縮和質(zhì)量可以忽略不計，球的直徑比線長短得多，果線的伸縮和質(zhì)量可以忽略不計，球的直徑比線長短得多，這樣的裝置叫單擺。這樣的裝置叫單擺。2.在擺角很小的情況下，單擺所受回復力跟位移成正比且在擺角很小的情況下，單擺所受回復力跟位移成正比且方向相反，單擺做簡諧運動。方向相反，單擺做簡諧運動。3.單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比，跟重單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、擺球的質(zhì)量無關。力加速度的平方根成反比，跟振幅、擺球的質(zhì)量無關。4.4.單擺的應用單擺的應用:)利用它的等時性計時利用它的等時性計時 )測定重力加速度測定重力加速度再 見9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022-9-262022-9-26Monday,September 26,202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022-9-262022-9-262022-9-269/26/2022 4:52:44 PM11、以我獨沈久，愧君相見頻。2022-9-262022-9-262022-9-26Sep-2226-Sep-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022-9-262022-9-262022-9-26Monday,September 26,202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022-9-262022-9-262022-9-262022-9-269/26/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。2022年9月26日星期一2022-9-262022-9-262022-9-2615、比不了得就不比，得不到的就不要。2022年9月2022-9-262022-9-262022-9-269/26/202216、行動出成果，工作出財富。2022-9-262022-9-26September 26,202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。2022-9-262022-9-262022-9-262022-9-269、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022-9-262022-9-26Monday,September 26,202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022-9-262022-9-262022-9-269/26/2022 4:52:44 PM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。2022-9-262022-9-262022-9-26Sep-2226-Sep-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022-9-262022-9-262022-9-26Monday,September 26,202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022-9-262022-9-262022-9-262022-9-269/26/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。2022年9月26日星期一2022-9-262022-9-262022-9-2615、楚塞三湘接，荊門九派通。2022年9月2022-9-262022-9-262022-9-269/26/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022-9-262022-9-26September 26,202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022-9-262022-9-262022-9-262022-9-269、楊柳散和風，青山澹吾慮。2022-9-262022-9-26Monday,September 26,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022-9-262022-9-262022-9-269/26/2022 4:52:44 PM11、越是沒有本領的就越加自命不凡。2022-9-262022-9-262022-9-26Sep-2226-Sep-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2022-9-262022-9-262022-9-26Monday,September 26,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2022-9-262022-9-262022-9-262022-9-269/26/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。2022年9月26日星期一2022-9-262022-9-262022-9-2615、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。2022年9月2022-9-262022-9-262022-9-269/26/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-9-262022-9-26September 26,202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2022-9-262022-9-262022-9-262022-9-26MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 謝 您 的 下 載 觀 看感 謝 您 的 下 載 觀 看專家告訴