鲁科物理选修同步单摆课件.pptx

会计学(2)实际摆看成单摆的条件
①摆线的________与摆线长度相比小得多；
②悬线的质量与摆球质量相比____得多；
③摆球的_______与摆线长度相比小得多．
2．单摆摆球的受力分析
(1)回复力的来源：摆球的重力沿圆弧切线方向的______．平衡位置思考感悟
单摆做简谐运动，当摆球运动到平衡位置时，摆球是处于平衡状态吗？
提示：不是．简谐运动回复力为零的位置叫平衡位置．单摆简谐运动的回复力是摆球所受重力沿切线方向的分力，或者说是摆球所受合力沿切线方向的分力，摆球所受合力在法线方向(摆线方向)的分力提供摆球做圆周运动的向心力．即当摆球运动到平衡位置时，只有回复力为零，而不是合外力为零，所以摆球运动到平衡位置时不是处于平衡状态．二、单摆的周期
1．探究影响单摆周期的因素
(1)探究方法：__________法．
(2)实验结论
①单摆周期与摆球质量______．
②单摆周期与振幅______．
③单摆的摆长越长，周期______；摆长越短，周期______．2．单摆的周期公式
(1)周期公式是荷兰物理学家________首先提出的．
(2)单摆的等时性：单摆做简谐运动时，其周期与_______无关．
(3)公式：T＝_______.即T与摆长l的二次方根成______，与重力加速度g的二次方根成_______．等时核心要点突破/特别提醒：(1)单摆振动的回复力为摆球重力沿圆弧切线方向的分力，回复力不是摆球所受的合外力．
(2)单摆的摆动不一定都是简谐运动，只有单摆做小角度(摆角小于5°)摆动时才认为是简谐运动．//图1－3－3//即时应用(即时突破，小试牛刀)
1.如图1－3－4所示，三根长为l的绳，小球的直径为d，两绳与天花板的夹角α<30°，若摆球在纸面内做小角度的左右摆动，则此摆的摆动周期为________，若摆球做垂直纸面的小角度摆动，则此摆的摆动周期为________．

图1－3－4///(3)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度，且满足偏角小于5°，然后释放摆球，当单摆摆动稳定后，在过平衡位置时用秒表开始计时，测量30～50次全振动的时间．计算出摆动一次的平均时间，即为单摆的振动周期T.
(4)改变摆长，重复以上实验，获取多组l、T数据．/5．注意事项
(1)细线的质量和弹性要小，要选用体积小、密度大的小球．
(2)单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象．
(3)摆长是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径．(4)摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内．
(5)计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球应从同一方向通过最低点时计数；要多测几次(如30次或50次)全振动的时间，用取平均值的办法求周期．6．误差分析
(1)系统误差：主要来源于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定，球、线是否符合要求，振动是否在同一竖直平面内等．
(2)偶然误差：主要来自时间和长度测量上，因此，要从摆球通过平衡位置开始计时，不能多计或漏计振动次数．
减小偶然误差通常采用两种方法：①多次测量求平均值法；
②图象法．/摆长l/m①利用上述数据在坐标图1－3－5中描出l－T2图象；
②利用图象，取T2＝0.1×4π2s2＝3.95s2，求出重力加速度．

图1－3－5/答案：(1)见解析(2)①见解析②9.6m/s2课堂互动讲练【精讲精析】简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点，摆球在正向最大位移处时位移为A，在平衡位置时位移应为零．摆球的回复力由合外力沿圆弧切线方向的分力(等于重力沿圆弧切线方向的分力)提供，合外力沿摆线方向的分力提供向心力．摆球经最低点(振动的平衡位置)时回复力为零,但向心力不为零，所以合外力不为零(摆球到最高点时，向心力为零，回复力最大，合外力也不为零),故C正确．【答案】C
【方法总结】对单摆的摆动过程的动力学分析，首先要搞清单摆的运动既有往复性摆动又有绕悬点的圆周运动，搞清单摆回复力和向心力的来源．变式训练1关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是()
A．摆球受重力、摆线的张力、回复力、向心力作用
B．摆球的回复力最大时，向心力为零；回复力为零时，向心力最大
C．摆球的回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大
D．摆球的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向解析：选B.单摆在运动过程中，摆球受重力和摆线的拉力，故A错．重力垂直于摆线的分力提供回复力．当回复力最大时，摆球在最大位移处，速度为零，向心力为零，则拉力小于重力，在平衡位置处，回复力为零，速度最大，向心力最大，摆球的加速度方向沿摆线指向悬点，故C、D错，B对．有一单摆，其摆长l＝1.02m，摆球的质量m＝0.10kg，已知单摆做简谐运动，单