单摆运动

11.4单摆一、单摆1、在细线的一端拴一小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置就叫做单摆。2、单摆是实际摆的理想化模型以下摆是否是单摆：粗麻绳细绳橡皮筋②③④①AOO’A用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0.2米的细丝线D.长为1米的麻绳E.直径为5厘米的泡沫塑料球F.直径为1厘米的钢球G.直径为1厘米的塑料球H.直径为5厘米的钢球AE悬线：细、长、伸缩可以忽略摆球：小而重（即密度大）摆长L=L0+Rθ摆角或偏角摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离思考：单摆振动是不是简谐运动？（1）振动图像（2）回复力二、单摆的回复力1、受力分析:重力拉力BAOG2G1TGQ方向：沿切线指向平衡位置3、回复力来源：大小：F回＝G2=Gsinθ=mgsinθθ重力沿切线方向的分力G22、平衡位置：最低点OxxxF回＝G2=Gsinθ=mgsinθ≈mgθL≈mgLX位移方向与回复力方向相反F回=-kxF回=mgLX–x当θ很小时，x≈弧长=Lθsinθ≈θ（k=mgL）结论在摆角很小的情况下，摆球所受的回复力跟位移大小成正比，方向始终指向平衡位置（即与位移方向相反），因此单摆做简谐运动一般摆角α10°三、单摆的周期单摆振动的周期可能与哪些因素有关呢？1、周期与振幅是否有关?2、周期与摆球的质量是否有关?3、周期与摆长是否有关?4、周期与重力加速度是否有关?演示结论单摆振动的周期1、与振幅无关——单摆的等时性伽利略首先发现的2、与摆球的质量无关3、与摆长有关——摆长越长，周期越大4、与当地的重力加速度有关——重力加速度越大，周期越小glT2单摆振动的周期公式：单摆做简谐运动的振动周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比。荷兰物理学家惠更斯首先发现四、单摆周期公式的应用1、惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器.2、用单摆测定重力加速度。22TL4gglT2小结1、单摆的理想化模型：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。2、单摆运动的性质：在摆角10°的条件下，单摆的振动可看作简谐振动。3、单摆振动的周期公式单摆周期与摆长和重力加速度有关,与振幅和质量无关。glT21、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B课堂训练2、一个单摆，周期是T。a.如果摆球质量增到2倍，周期将b.如果摆的振幅增到2倍，周期将c.如果摆长增到2倍，周期将d.如果将单摆从赤道移到北京，周期将e.如果将单摆从海面移到高山，周期将变小变大变大不变不变3.一摆长为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多少？gLT35思考:小明家从广州搬到北京去,搬家时把家中的大摆钟也带到北京去了.问:1.这个摆钟到北京后是否还准时?2.若不准,是偏慢还是偏快?3.如须调整应该怎样调节?