单摆课件20140324

单摆教学设计（第一课时）庐江二中物理组陈学红温故知新•什么是简谐运动？•做简谐运动物体的回复力具有什么特征？案例：一个大庆人去香港旅游，在一家大型超市以高价购买了一台精致的摆钟，买的时候走时很准。回到大庆后不到两天走时就相差一分多钟。于是大呼上当，心里极其气愤。后来，他求助“消费者权益保护协会”，准备与该超市打一场索赔官司，消费者协会调查研究发现产品货真价实，那么问题出在哪儿呢？一．单摆在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，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，这样的装置就叫做单摆．单摆是一个理想化的模型。摆线：质量不计长度远大于小球直径不可伸缩摆球：质点（体积小质量大）说明：实际应用的单摆小球大小不可忽略，摆长L＝摆线长度＋小球半径摆长摆长L=L0+R摆线长L0θ摆角单摆摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离摆角:摆球摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角想一想：下列装置能否看作单摆？铁链粗棍上细绳挂在细绳橡皮筋2341OO’长细线5钢球ᄼ机械振动二．单摆的运动思考与讨论单摆振动是不是简谐运动？判断物体是否做简谐运动的方法：（2）根据回复力的规律F=-kx去判断（1）根据物体的振动图像去判断做一做：单摆在竖直面内的摆动是简谐运动吗？二．单摆的运动振动图像C1、受力分析:BAOb、回复力来源：重力沿切线方向的分力G2a、平衡位置：最低点O三、单摆的回复力大小：G2=Gsinθ=mgsinθ方向：沿切线指向平衡位置θTGG2G12、振动特点sinθ弧度θ正弦值sinθ差值1°0.0174530.0174520.0000012°0.0349060.0348990.0000073°0.0523590.0523350.0000244°0.0698120.0697550.0000575°0.0872650.0871450.0001206°0.1047180.1045270.0001917°0.1221710.1218670.000304在摆角小于5度的条件下：Sinθ≈θ（弧度值）x三、单摆的回复力当θ很小时，x≈弧长F＝G2=Gsinθ=mgsinθ位移方向与回复力方向相反sinθ≈θLxmgmgxLmgF回)(LmgkkxF回=Lθ单摆做简谐运动的条件理论上，θ≦5°在实际中，摆角小于5°的单摆，其运动细节很难观察，在后面的测周期实验中，摆角可控制在15°以内的情况下研究单摆的运动情况，此时引起的相对误差为0.5％左右，在中学物理中是允许的。1、单摆作简谐运动时的回复力是（）A.摆球的重力B.摆球重力沿圆弧切线的分力C.摆线的拉力D.摆球重力与摆线拉力的合力B课堂练习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A3、下图左为单摆的振动图像，右图为单摆做简谐运动的实际情况图，请在右图中指出ｔ时刻摆球所在的实际位置及振动方向.4、如图所示是一单摆的振动图像，在ｔ1、ｔ2时刻相同的物理量是A.位移B.速度C.加速度D.势能课堂小结这节课我们学习了单摆模型，并得出在角度很小的情况下，单摆做的是简谐运动，既然做简谐运动，那么单摆应该有一个周期，单摆的周期与哪些因素有关呢？下节课我们将继续探究这个问题。