高中《單擺》教學課件

11/17/2022

在豎直平面內(nèi)做擺動，這些擺動是一種什么樣的運動呢？今天我們學習最簡單的擺動單擺的運動11/12/2022

在豎直平面內(nèi)做擺動，這些擺動是一種什11/17/2022

單擺一、什么是單擺懸點到球心的距離叫做擺長。

一根不可伸長的細線下面懸掛一個小球就構(gòu)成了單擺。單擺是一種理想化的物理模型，理想化條件是：1.單擺的擺長l遠大于擺球的直徑d，即l》d.2.細線一端拴一個小球，另一端固定在懸點.3.單擺擺球質(zhì)量M遠大于擺線質(zhì)量m，即M》m.4.小球可視為質(zhì)點.5.擺線柔軟且伸長量很小.11/12/2022單擺一、什么是單擺懸點到球心的距離擺長L=L0+R擺線長

L0單擺的結(jié)構(gòu)θ擺角擺長L=L0+R擺線長L0單擺的結(jié)構(gòu)θ擺角11/17/2022下列裝置能否看作單擺：11/12/2022下列裝置能否看作單擺：11/17/2022二、單擺的運動性質(zhì)11/12/2022二、單擺的運動性質(zhì)11/17/2022二、單擺的運動性質(zhì)1.單擺為什么會振動？2.哪個力提供了單擺機械振動的回復(fù)力？1、單擺受到重力和拉力2、單擺靜止不動時，擺球所受重力與拉力平衡；11/12/2022二、單擺的運動性質(zhì)1.單擺為什么會振動11/17/20223、單擺被拉離平衡位置釋放時，擺球所受重力和懸線拉力不再平衡4、重力沿運動方向的分力是擺球機械振動的回復(fù)力

懸線拉力與重力沿擺線方向的分力的合力提供小球作圓周運動的向心力3.這個力與單擺偏離平衡位置的位移有何關(guān)系？4.單擺做的運動是簡諧運動嗎？11/12/20223、單擺被拉離平衡位置釋放時，擺球所受重11/17/2022擺線與豎直方向的夾角為θ時，單擺振動的回復(fù)力為

F=mgsinθ當θ很小時,弧AO、弦AO、垂線段AB近似相等由此得回復(fù)力的大小與偏離平衡位置的位移大小的關(guān)系為θ很小時（θ≤10°）單擺的運動為簡諧運動而回復(fù)力的方向與位移的方向相反OABO111/12/2022擺線與豎直方向的夾角當θ很小時,弧AO、11/17/2022三、單擺的振動圖像11/12/2022三、單擺的振動圖像11/17/2022正弦或余弦圖像三、單擺的振動圖像11/12/2022正弦或余弦圖像三、單擺的振動圖像11/17/2022四、單擺的周期擺角θ很小時，單擺做的是簡諧運動，單擺的周期與什么因數(shù)相關(guān)呢？11/12/2022四、單擺的周期擺角θ很小時，單擺做的是11/17/2022四、單擺的周期實驗方法：控制變量法擺球質(zhì)量相同，振幅相同，觀察周期T與擺長L的關(guān)系？11/12/2022四、單擺的周期實驗方法：控制變量法擺球11/17/2022擺球質(zhì)量相同，擺長L相同，觀察周期T與振幅的關(guān)系？11/12/2022擺球質(zhì)量相同，擺長L相同，觀察周期T與振11/17/2022擺長L相同，振幅相同，觀察周期T與擺球質(zhì)量的關(guān)系？11/12/2022擺長L相同，振幅相同，觀察周期T與擺球質(zhì)11/17/2022在同一個地方，單擺周期T與擺球質(zhì)量和擺動的幅度無關(guān)，僅與擺長l有關(guān)系，且擺長越長，周期越大荷蘭物理學家惠更斯（1629---1695）通過實驗進一步找到：

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(guān)．實驗結(jié)論單擺的周期公式：實驗表明單擺周期還與單擺所在處的重力加速度有關(guān)。g越小T越大。11/12/2022在同一個地方，單擺周期T與擺球質(zhì)量和擺動11/17/2022

小結(jié):1.單擺：理想化的物理模型．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，擺線長比小球直徑大得多，這樣的裝置叫單擺．3.單擺的周期公式：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(guān)．單擺的周期公式：2.單擺做簡諧的條件：在擺角很小的情況下()，單擺所受回復(fù)力跟位移成正比且方向相反，單擺做簡諧運動．11/12/2022小結(jié):1.單擺：理想化的物理模型．在細11/17/2022一擺長為L的單擺,在懸點正下方5L/9處有一釘子，這個單擺的周期應(yīng)該怎么算？L11/12/2022一擺長為L的單擺,在懸點正下方5L/9處11/17/2022練習：2.單擺作簡諧運動時的回復(fù)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B1、關(guān)于單擺的振動，以下說法正確的是()A.擺球擺到最高點時，所受合外力為零B.擺球擺到最高點時，所受合外力指向懸點C.擺球擺到最低點時，所受合外力指向懸點D.擺球擺到最低點時，所受合外力為零.C11/12/2022練習：2.單擺作簡諧運動時的回復(fù)力是：B11/17/20223.單擺的振動周期在發(fā)生下述哪些情況中增大:()A.增大擺球的質(zhì)量B.增大擺長C.單擺由地球表面移到月球表面D.增大振幅4.由單擺作簡諧運動的周期公式可知:()A.擺長無限減小,可以使振動周期接近于零B.在月球表面的單擺周期一定比地球表面的單擺的周期長C.單擺的振動周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)D.單擺的振動周期與擺角無關(guān),所以擺角可以是300

練習：BCC11/12/20223.單擺的振動周期在發(fā)生下述哪些情況中增11/17/20225、若單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置的速度變?yōu)樵瓉淼?/2，則單擺振動的（）A.頻率不變，振幅不變C.頻率改變，振幅改變

B.周期不變，振幅改變D.周期改變，振幅不變6、在下述哪些情況下單擺的簡諧振動周期會變大()A.擺球質(zhì)量增大C.單擺由赤道移到北京B.擺長減小D.單擺由海平面移到高山頂上BD練習：11/12/20225、若單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增加為原11/17/2022擺角θ正弦值弧度值1°0.017540.017452°0.034900.034913°0.052340.052364°0.069760.069815°0.087160.087276°0.104530.104727°0.121870.122178°0.139170.1396311/12/2022擺角θ正弦值弧度值1°0.0111/17/2022作業(yè)：2、《隨堂1+2》P1812、13、141、課后習題1、2、311/12/2022作業(yè)：2、《隨堂1+2》P1812全國中小學

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在豎直平面內(nèi)做擺動，這些擺動是一種什么樣的運動呢？今天我們學習最簡單的擺動單擺的運動11/12/2022

在豎直平面內(nèi)做擺動，這些擺動是一種什11/17/2022

單擺一、什么是單擺懸點到球心的距離叫做擺長。

一根不可伸長的細線下面懸掛一個小球就構(gòu)成了單擺。單擺是一種理想化的物理模型，理想化條件是：1.單擺的擺長l遠大于擺球的直徑d，即l》d.2.細線一端拴一個小球，另一端固定在懸點.3.單擺擺球質(zhì)量M遠大于擺線質(zhì)量m，即M》m.4.小球可視為質(zhì)點.5.擺線柔軟且伸長量很小.11/12/2022單擺一、什么是單擺懸點到球心的距離擺長L=L0+R擺線長

L0單擺的結(jié)構(gòu)θ擺角擺長L=L0+R擺線長L0單擺的結(jié)構(gòu)θ擺角11/17/2022下列裝置能否看作單擺：11/12/2022下列裝置能否看作單擺：11/17/2022二、單擺的運動性質(zhì)11/12/2022二、單擺的運動性質(zhì)11/17/2022二、單擺的運動性質(zhì)1.單擺為什么會振動？2.哪個力提供了單擺機械振動的回復(fù)力？1、單擺受到重力和拉力2、單擺靜止不動時，擺球所受重力與拉力平衡；11/12/2022二、單擺的運動性質(zhì)1.單擺為什么會振動11/17/20223、單擺被拉離平衡位置釋放時，擺球所受重力和懸線拉力不再平衡4、重力沿運動方向的分力是擺球機械振動的回復(fù)力

懸線拉力與重力沿擺線方向的分力的合力提供小球作圓周運動的向心力3.這個力與單擺偏離平衡位置的位移有何關(guān)系？4.單擺做的運動是簡諧運動嗎？11/12/20223、單擺被拉離平衡位置釋放時，擺球所受重11/17/2022擺線與豎直方向的夾角為θ時，單擺振動的回復(fù)力為

F=mgsinθ當θ很小時,弧AO、弦AO、垂線段AB近似相等由此得回復(fù)力的大小與偏離平衡位置的位移大小的關(guān)系為θ很小時（θ≤10°）單擺的運動為簡諧運動而回復(fù)力的方向與位移的方向相反OABO111/12/2022擺線與豎直方向的夾角當θ很小時,弧AO、11/17/2022三、單擺的振動圖像11/12/2022三、單擺的振動圖像11/17/2022正弦或余弦圖像三、單擺的振動圖像11/12/2022正弦或余弦圖像三、單擺的振動圖像11/17/2022四、單擺的周期擺角θ很小時，單擺做的是簡諧運動，單擺的周期與什么因數(shù)相關(guān)呢？11/12/2022四、單擺的周期擺角θ很小時，單擺做的是11/17/2022四、單擺的周期實驗方法：控制變量法擺球質(zhì)量相同，振幅相同，觀察周期T與擺長L的關(guān)系？11/12/2022四、單擺的周期實驗方法：控制變量法擺球11/17/2022擺球質(zhì)量相同，擺長L相同，觀察周期T與振幅的關(guān)系？11/12/2022擺球質(zhì)量相同，擺長L相同，觀察周期T與振11/17/2022擺長L相同，振幅相同，觀察周期T與擺球質(zhì)量的關(guān)系？11/12/2022擺長L相同，振幅相同，觀察周期T與擺球質(zhì)11/17/2022在同一個地方，單擺周期T與擺球質(zhì)量和擺動的幅度無關(guān)，僅與擺長l有關(guān)系，且擺長越長，周期越大荷蘭物理學家惠更斯（1629---1695）通過實驗進一步找到：

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(guān)．實驗結(jié)論單擺的周期公式：實驗表明單擺周期還與單擺所在處的重力加速度有關(guān)。g越小T越大。11/12/2022在同一個地方，單擺周期T與擺球質(zhì)量和擺動11/17/2022

小結(jié):1.單擺：理想化的物理模型．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，擺線長比小球直徑大得多，這樣的裝置叫單擺．3.單擺的周期公式：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(guān)．單擺的周期公式：2.單擺做簡諧的條件：在擺角很小的情況下()，單擺所受回復(fù)力跟位移成正比且方向相反，單擺做簡諧運動．11/12/2022小結(jié):1.單擺：理想化的物理模型．在細11/17/2022一擺長為L的單擺,在懸點正下方5L/9處有一釘子，這個單擺的周期應(yīng)該怎么算？L11/12/2022一擺長為L的單擺,在懸點正下方5L/9處11/17/2022練習：2.單擺作簡諧運動時的回復(fù)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B1、關(guān)于單擺的振動，以下說法正確的是()A.擺球擺到最高點時，所受合外力為零B.擺球擺到最高點時，所受合外力指向懸點C.擺球擺到最低點時，所受合外力指向懸點D.擺球擺到最低點時，所受合外力為零.C11/12/2022練習：2.單擺作簡諧運動時的回復(fù)力是：B11/17/20223.單擺的振動周期在發(fā)生下述哪些情況中增大:()A.增大擺球的質(zhì)量B.增大擺長C.單擺由地球表面移到月球表面D.增大振幅4.由單擺作簡諧運動的周期公式可知:()A.擺長無限減小,可以使振動周期接近于零B.在月球表面的單擺周期一定比地球表面的單擺的周期長C.單擺的振動周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)D.單擺的振動周期與擺角無關(guān),所以擺角可以是300

練習：BCC11/12/20223.單擺的振動周期在發(fā)生下述哪些情況中增11/17/20225、若單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置的速度變?yōu)樵瓉淼?/2，則單擺振動的（）A.頻率不變，振幅不變C.