人教版（2019）高二物理 选择性必修 第一册 第二章 第四节 单摆(共14张PPT)

四 单 摆 清水六中：李志科 秋千 风铃 吊灯 摆钟 一．单摆 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，这样的装置叫单摆。 悬点： 不可伸缩，质量不计，长 固定 细线： 摆球： 小，质量大 谁能看作单摆? 我才能！ 细绳 铁球 （1） 橡皮筋 粗麻绳 铁球 （2） 大木球 （3） 细绳 （4） 乒乓球 细绳 铁球 （5） 细绳 （6） 铁球 (5) (6) 二．单摆的振动 １．平衡位置 ２．受力分析： ３．运动分析 以悬点Ｏ’为圆心的圆周运动 以点Ｏ为平衡位置的振动 点Ｏ 小球做的什么运动？ 圆周运动的一段机械振动 重力 弹力 ４．力与运动的关系 回复力大小： 向心力大小： 与该点速度方向一致，不断改变速度大小 与该点速度方向垂直，只改变速度方向 A A’ O F G θ G2 G1 F’ G 回复力大小：  很小时： 在摆角很小的情况下，单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反，单摆做简谐运动． （＜5０） 三．单摆做简谐运动的条件 │ F回│＝mgsinθ x sinθ≈－ l  x 由于m、g、l 都有确定的值，因此 mg/l 可以用一个常数 k 表示. 若x表示摆球的位移 因此上式可写为： 从图像看： 45.unknown 四．单摆做简谐运动振动的周期 １．与振幅的关系： 无关 ２．与摆球质量的关系： 无关 ３．与摆长的关系： 摆长越长，周期越大． （等时性　伽利略） （＜5０）  x 荷兰物理学家惠更斯 单摆做简谐运动的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，跟振幅、摆球的质量无关。 （1629---1695） 五. 单摆的应用： １．利用它的等时性计时． ２．测定重力加速度． 惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（1657年获得专利权）． 周期T=2s的单摆叫做秒摆 单摆运动时其对平衡位置位移、回复力、加速度、速度在一次全振动中的变化如下表： 减小 增大 减小 增大 速度 增大 减小 增大 减小 加速度 增大 减小 增大 减小 回复力 增大 减小 增大 减小 对平衡位置的位移 O→A′ A—O O—A A′→O 单摆的运动 A A’ O F G θ