2.4单摆课件（11张PPT）

单摆
生活中摆动的物体
回荡的秋千、来回运动的钟摆都属于摆动，它们有什么共同的特征？
伽利略的发现
18岁的伽利略在比萨大学念书时，一次偶然的机会观察到教堂的吊灯发生了轻微的摆动，随着摆幅的缩小，吊灯的摆动周期似乎没有发生变化。经过思考，他想到一个办法进行验证。如果你是伽利略，你打算如何验证自己的想法？
伽利略所处的年代还没有手表或者电子计时器，他使用的是人体的脉搏计时，只能半定量地判断出摆动时的周期不变，但无法测量出摆动的具体周期。
今天我们可以用哪些工具来测量时间？
秒表、打点计时器、手机、传感器等
单摆
影响吊灯摆动的因素可能有很多，包括摆长、摆幅、质量等，为了简化研究对象，我们可以用可以看作质点的小球来代替吊灯，用伸缩量和质量可以忽略不计的绳子代替摆臂来研究摆动的规律。
绳子伸缩和质量可以忽略不计，绳长比物体的直径大很多，物体可以看做质点，这样的装置称为单摆。单摆是经过简化和抽象建立的一种理想模型。
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}单摆的组成
要求
摆线
1. 质量不计；2. 不可伸缩 3. 远大于摆球直径
摆球
可视为质点
探究影响单摆周期的因素
你觉得哪些因素决定了单摆的周期？
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}影响单摆周期的物理量
是否有影响
摆球质量
摆长
摆幅
惠更斯的单摆周期公式
当单摆的摆动角度很小（小于5°）时，摆动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟摆幅、摆球的质量无关。——惠更斯
单摆的振动
1. 单摆的平衡位置：点O
2. 单摆的受力分析：重力G和摆绳拉力F
3. 单摆运动分析：在O点两侧往复运动、圆周运动
4. 力与运动的关系，回复力大小：F=mgsinθ
当θ很小时有sinθ=tanθ=θ
故回复力： F=mgsinθ=mg????????∝????
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实践与拓展
1. 尝试绘制单摆的位移-时间图像
实践与拓展
2. 通常把周期为2s的单摆称为秒摆，请尝试制作一个秒摆。
秒摆的周期为2s，其摆长为多少？
3. 用类比法求弹簧振子的周期
物理之美：试用本节所学内容解释下图中的现象。
小结：
1. 单摆的条件：小球可以看作质点，摆绳长度不可伸缩，质量可忽略不计，长度较长。
2. 单摆摆角很小时可以看作简谐运动；
3. 单摆做简谐运动时的周期公式