24單擺課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性2

單擺年級(jí)：高二年級(jí)學(xué)科：高中物理（人教版）常見擺動(dòng)：秋千蕩起、鐘擺擺動(dòng)課堂引入課堂引入運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？復(fù)雜實(shí)際問題如何簡(jiǎn)單化？類比建模：繩球組合一、單擺2.特點(diǎn)：(3)擺線：細(xì)而長(zhǎng)、不可伸長(zhǎng)(1)懸點(diǎn)：固定(2)擺球：體積小、質(zhì)量大擺長(zhǎng)：L=L0+R注意：實(shí)際應(yīng)用的單擺小球大小不可忽略。1.定義：如果細(xì)線的質(zhì)量與小球相比可以忽略；球的直徑與線的長(zhǎng)度相比也可以忽略，這樣的裝置就叫做單擺。①擺線質(zhì)量m遠(yuǎn)小于擺球質(zhì)量

M，即。3、單擺理想化條件③擺球所遠(yuǎn)小于擺球重力及繩的拉力，可不計(jì)。②擺球的直徑

d遠(yuǎn)小于單擺的擺長(zhǎng)Ｌ，即。④的很小，可以。m線<<m球d球<<Ｌ線空氣阻力忽略伸長(zhǎng)量忽略擺線①②③④學(xué)以致用：下列裝置能否看作單擺？鐵鏈粗棍上細(xì)繩掛在

細(xì)繩橡皮筋

2341OO’長(zhǎng)細(xì)線

5鋼球?思考：?jiǎn)螖[的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？從單擺的受力特征判斷變速圓周運(yùn)動(dòng)二、單擺的回復(fù)力

x

xmgT回復(fù)力向心力

x二、單擺的回復(fù)力擺角正弦值弧度值1o0.017540.017452o0.034900.034913o0.052340.052364o0.069760.069815o0.087160.087276o0.104530.104727o0.121870.122178o0.139170.139639o0.156430.1570810o0.173650.1744511o0.190810.1918912o0.207910.2093413o0.224950.2267814o0.241920.24423擺角正弦值弧度值15o0.258820.2616720o0.342020.3488930o0.500000.5233445o0.707110.7853960o0.866031.0466790o1.000001.57079當(dāng)θ很小時(shí)

小于5度x≈弧長(zhǎng)F回=mgsinθ二、單擺的回復(fù)力

可見，在擺角很?。é龋?0）的情況下，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。

若考慮回復(fù)力和位移的方向從單擺的振動(dòng)圖象（x-t圖）驗(yàn)證伽利略的發(fā)現(xiàn)：他在比薩大學(xué)念書時(shí)，一次偶然的機(jī)會(huì)觀察到教堂的吊燈發(fā)生了輕微的擺動(dòng)，隨著擺幅的縮小，吊燈的擺動(dòng)周期似乎沒有發(fā)生變化。三、單擺的周期單擺振動(dòng)的周期與哪些因素有關(guān)呢？振幅質(zhì)量擺長(zhǎng)重力加速度實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法

1、擺角很小的情況下，單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)周期跟擺長(zhǎng)的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比。與振幅、擺球質(zhì)量無關(guān)。2、周期公式：惠更斯（荷蘭，1629-1695）3、國(guó)際單位：秒（s）三、單擺的周期１.利用單擺的等時(shí)性計(jì)時(shí)惠更斯在1656年首先利用擺的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器（1657年獲得專利權(quán)）。四、單擺的應(yīng)用2.用單擺測(cè)定重力加速度3.制造“蛇形擺”課堂小結(jié)①線的伸縮和質(zhì)量不計(jì)②小球可看作質(zhì)點(diǎn)（擺