教科版高中物理选修3-4第一章第2节单摆（23张ppt）

§1.2 单 摆 第一章 机械振动 1.概念： 如图所示，若忽略悬挂小球的细线长度的微小变化和质量，且线长比球的直径大得多，这样的装置就叫做单摆。 2.特点： （1）悬点（摆动圆弧圆心）：固定 （2）细线：不可伸缩，质量不计，长 （3）摆球：小，质量大 一、单摆的简谐运动 单摆是对现实摆的抽象，是一种理想化的物理模型. 请问：谁能看作单摆? 我才能！ 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 3.单摆的平衡位置？ 摆球在最低点受力分析： 当小球静止时，有F =mg，此位置叫平衡位置. l G F v 摆长： L=L0+R 注意： 1.摆长为悬点到摆球球心的长度 4.单摆的摆长 θ 偏角 5.分析单摆的受力 （1）摆球在最高点受力分析： （按重力的作用效果分解G） v=0 l G2=F G1 = mgsinθ 最 高 点 G F G2 G1 θ 使绳拉紧 使小球回到平衡位置 θ （2）摆球在一般位置受力分析 沿绳方向（向心力） 沿圆弧切线方向 F回 = G1 = mgsinθ l v≠0 ——正是这个力提供了使摆球振动的回复力 G F G1 G2 θ 6.问题：单摆振动是简谐运动吗？ 猜想：是？不是？ 问题：如何验证？ 方法一：从单摆的振动图象判断 方法二：从单摆的受力特征判断 F回＝G2=Gsinθ =mg sinθ ≈mg θ l 位移方向与回复力方向相反 当θ很小时， F回方向： 指向平衡位置O 位移x方向： 由平衡位置指向P θ x 在偏角小于5°的条件下： （弧度值） 弧度θ 正弦值sin θ 差值 1 ° 0.017453 0.017452 0.000001 2 ° 0.034906 0.034899 0.000007 3 ° 0.052359 0.052335 0.000024 4 ° 0.069812 0.069755 0.000057 5 ° 0.087265 0.087145 0.000120 6 ° 0.104718 0.104527 0.000191 7 ° 0.122171 0.1218