人教版 物理 选修3—4 11.4 单摆

课件14张PPT。第四节 单摆 物理选修3-4 第十一章 机械振动复习：1.什么叫简谐运动的回复力及平衡位置的特点？简谐运动中指向平衡位置的力，作用总是把物体拉回平衡位置。
平衡位置为原来静止的位置（偏离平衡位置的位移为零）。2.回复力的动力学特征?F=-Kx 负号表示力与位移方向相反教学目标
1.通过学生自己阅读教材，知道单摆是一种理想模型。
2.让学生了解单摆在摆角很小时，做简谐运动，并且知道其回复力的提供者 。
3.通过视频演示，定性推测出周期和摆长、振幅、小球质量之间的关系。并给出单摆周期公式，能够简单应用。
4.会利用单摆周期公式测量当地重力加速度。
今天我们学习最简单的摆动单摆的运动一.单摆细线一端固定在悬点，另一端系一个小球,如果细线的质量与小球相比可以忽略，球的直径与线的长度相比也可以忽略的装置就叫做单摆。
2.单摆是理想化的物理模型1.定义：下列装置能否看作单摆：ABCDEF二.单摆的回复力1.振动的回复力2.振动特点——摆角θ＜5°的单摆运动可认为是简谐运动在偏角很小（θ＜5°）时，sinθ≈θ=三.单摆的周期（猜测与哪些因素有关）猜想：与振幅A 、质量m 、摆长L有关；
演示实验：控制变量法研究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响1.实验结论：
（1）单摆振动的周期与摆球质量无关，当摆角θ<5°时，单摆 振动的周期与振幅无关（单摆的等时性）
（2）单摆振动的周期与摆长有关，摆长越长，周期越大 T与L的定量关系做出如下猜测：T∝l，T∝ l2，T∝ l1/2 ……如何确定关系？
用计时器研究单摆周期与摆长关系.avi1.在单摆的摆角小于5°的情况下，为了增大其振动周期，可行的办法是( )
A.增大摆球的质量
B.增大振动的振幅
C.减小单摆的摆长
D.将单摆从山脚下移至山顶上
2.振动的单摆小球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力及合外力的说法正确的是( )
A.回复力为零，合外力不为零，方向指向悬点
B.回复力不为零，方向沿轨迹的切线
C.合外力不为零，方向沿轨迹的切线
D.回复力为零，合外力也为零课堂练习DA四.用单摆测定重力加速度实验原理：
单摆在摆角小于5°时的振动是简谐运动，由固有周期公式，可得g的表达式 。据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。 实验器材：
铁架台（带铁夹），中心有孔的金属小球，约1m长的细线，米尺，游标卡尺（选用），秒表。 实验步骤：
1.制单摆，将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂；
2.测量单摆的摆长l：用米尺测出悬点到球心间的距离；或用游标卡尺测出摆球直径2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l'，则摆长l=l'+r；
3.把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于5°），使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动20至40次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T；
4.将测出的摆长l和周期T代入公式 求出重力加速度g的值；
5.变更摆长重做两次，并求出三次所得的g的平均值。 细线上端的悬挂方式 如甲、乙两图画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，哪种比较好？为什么？周期测量要点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.五.课堂小结1.单摆是实际摆的理想化模型
2.单摆看做简谐运动的条件。
3.单摆的周期公式：
4..利用单摆测重力加速度