【物理】2023-2024學(xué)年魯科版（2019）選擇性必修第一冊 單擺 課件

2.3單擺1.理解單擺振動的特點(diǎn)及它做簡諧運(yùn)動的條件.2.掌握單擺振動的周期公式.3.觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出周期的影響因素，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出物理結(jié)論.學(xué)習(xí)目標(biāo)生活中經(jīng)?？梢钥吹綉覓炱饋淼奈矬w在豎直平面內(nèi)擺動.我們用細(xì)線懸掛著的小球來研究擺動的規(guī)律——單擺的運(yùn)動.l1.在細(xì)線的一端拴一小球，另一端固定在懸點(diǎn)上，如果懸掛小球的細(xì)線的伸縮和質(zhì)量可以忽略，線長又比球的直徑大得多，這樣的裝置就叫作單擺.2.單擺是實(shí)際擺的理想化模型一、認(rèn)識單擺下列裝置能否看作單擺？橡皮繩粗麻繩細(xì)繩細(xì)繩細(xì)繩√××××塑料球鐵球懸點(diǎn)：擺線：擺球：輕而長、幾乎不可伸縮固定小而重理想化條件細(xì)繩細(xì)繩繞在柱上√×鐵球鐵球例1：用下列哪些材料能做成單擺（）A.長為1米的細(xì)線E.直徑為5厘米的泡沫塑料球B.長為1米的細(xì)鐵絲F.直徑為1厘米的鋼球C.長為0.2米的細(xì)絲線G.直徑為1厘米的塑料球D.長為1米的麻繩H.直徑為5厘米的鋼球AF懸線：細(xì)、長、

伸縮可以忽略擺球：小而重（即密度大）小試牛刀擺長l=l′+rθ偏角l′r擺長：擺球重心到擺動圓弧圓心的距離偏角：擺球擺到最高點(diǎn)時，細(xì)線與豎直方向的夾角單擺振動是不是簡諧運(yùn)動？判斷物體是否做簡諧運(yùn)動的方法：（1）根據(jù)物體的振動圖像去判斷（2）根據(jù)回復(fù)力的規(guī)律F=-kx去判斷所有簡諧運(yùn)動圖像都是＿＿＿＿＿＿＿．正弦或余弦曲線從單擺的振動圖像判斷A－At/sx/cmT用沙漏描繪單擺的s-t圖像1.平衡位置：最低點(diǎn)O2.受力分析：重力G彈力T3.運(yùn)動過程分析：以點(diǎn)Ｏ為平衡位置的機(jī)械振動以懸點(diǎn)Ｏ′為圓心的圓周運(yùn)動二、單擺的振動CBAOθTＯ′G4.力與運(yùn)動的關(guān)系：沿切線方向機(jī)械振動：回復(fù)力為重力沿切線方向的分力G2回復(fù)力大?。貉匕霃椒较驁A周運(yùn)動：向心力大?。鹤ⅲ夯貜?fù)力不是重力和拉力的合力CBAOθTＯ′GG2G15.單擺的回復(fù)力表達(dá)方式：F回=G切=-mgsinθ當(dāng)θ很小時（θ＜5°），F(xiàn)回=G切=-mgsinθ位移方向與回復(fù)力方向相反x

擺長l6.在擺角很?。é龋?°）的情況下，擺球所受的回復(fù)力跟位移大小成正比，方向始終指向平衡位置（即與位移方向相反），因此單擺做簡諧運(yùn)動.例2：單擺作簡諧運(yùn)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B小試牛刀在最低點(diǎn)（即平衡位置），小球所受的合力為零嗎？【思考與討論】小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，水平方向合力是零，豎直方向合力不是零.單擺振動的周期可能與哪些因素有關(guān)呢？周期與振幅是否有關(guān)?周期與擺球的質(zhì)量是否有關(guān)?周期與重力加速度是否有關(guān)?探究方法：控制變量法三、單擺的周期周期與擺長是否有關(guān)?荷蘭物理學(xué)家惠更斯得出單擺振動的周期公式：三、單擺的周期惠更斯（荷蘭）單擺做簡諧運(yùn)動的振動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.注意事項(xiàng)(1)擺長l：懸點(diǎn)到球心的距離(2)適用條件：單擺做簡諧運(yùn)動.θ＜5°(3)利用單擺測重力加速度結(jié)論單擺振動的周期1.與振幅無關(guān)——單擺的等時性2.與擺球的質(zhì)量無關(guān)3.與擺長有關(guān)——擺長越長，周期越大4.與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(guān)——重力加速度越大，周期越小1.單擺作簡諧運(yùn)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隨堂檢測B2.下列哪些情況可使單擺（

＜5°）的振動周期增大（）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B隨堂檢測3.一個單擺，周期是T.a.如果擺球質(zhì)量增到2倍，周期將______；b.如果擺的振幅增到2倍，周期將______；c.如果擺長增到2倍，周期將______；d.如果將單擺從赤道移到北京，周期將______；e.如果將單擺從海面移到高山，周期將______；變小變大變大不變不變隨堂檢測在最大擺角很小的情況下，單擺做簡諧運(yùn)動．?dāng)[線質(zhì)量不計；長度遠(yuǎn)大于小球直徑；不可伸縮擺球質(zhì)點(diǎn)（體積小質(zhì)