高中物理《單擺》課件-新人教版選修3擺長

L=L0+R擺長:擺球重心到擺動圓弧圓心的距離擺長和偏角θ偏角偏角:擺球擺到最高點時，細線與豎直方向的夾角演示實驗CBAO1、回復力來源：重力沿切線方向的分力二、單擺的回復力F回=mgsinθθTGG2G1二、單擺的回復力當θ很小時，x≈弧長x位移方向與回復力方向相反sinθ≈θ=Lθ2、證明：TGG2G1F回=mgsinθ單擺振動的周期可能與哪些因素有關呢？三、單擺的周期三、單擺的周期實驗一：單擺周期與振幅的關系三、單擺的周期實驗二：單擺周期與擺球質量的關系三、單擺的周期實驗三：單擺周期與擺長的關系三、單擺的周期結論4、與當地的重力加速度有關——重力加速度越大，周期越小單擺振動的周期1、與振幅無關——單擺的等時性2、與擺球的質量無關3、與擺長有關——擺長越長，周期越大單擺振動的周期公式：

單擺做簡諧運動的振動周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比。三、單擺的周期1、惠更斯利用擺的等時性發明了帶擺的計時器.2、用單擺測定重力加速度。四、單擺周期公式的應用小結1、單擺模型2、單擺的回復力3、單擺的周期懸線：細、長、質量、伸縮可以忽略擺球：小而重（即密度大）1、用下列哪些材料能做成單擺()A.長為1米的細線B.長為1米的細鐵絲C.長為0.2米的細絲線D.長為1米的麻繩E.直徑為5厘米的泡沫塑料球F.直徑為1厘米的鋼球G.直徑為1厘米的塑料球H.直徑為5厘米的鋼球A、F課堂練習2、單擺作簡諧運動時的回復力是（）A.擺球的重力B.擺球重力沿圓弧切線的分力C.擺線的拉力D.擺球重力與擺線拉力的合力B課堂練習3、一個單擺，周期是T。a.如果擺球質量增到2倍，周期將

；b.如果擺的振幅增到2倍，周期將

；c.如果擺長增到2倍，周期將

；d.如果將單擺從赤道移到北京，周期將

；e.如果將單擺從海面移到高山，周期將

；

變小變大變大不變不變課堂練習思考與討論小明家從廣州搬到北京去,搬家時把家中的大擺鐘也帶到北京去了.

問:1.這個擺鐘到北京后是否還準時?

2.若不準,是偏慢還是偏快?

3.如須調整應該怎樣調節?再見幾種常見的擺圓槽擺釘擺圓錐擺如何理解單擺的周期公式5、如圖為半徑很大的光滑凹形槽，將有一小球從A點由靜止釋放。小球將做什么運動？θLO求運動的周期？A設光滑圓弧槽的半徑為Ｒ，小球半徑為r，擺角小于10°，求周期。圓槽擺6.一擺長為L的單擺,在懸點正下方5L/9處有一釘子,則這個單擺的周期是多少？課堂練習作業

課后練習實驗：研究用單擺測重力加速度11.4《單擺》

第二課時得只要測出單擺的擺長L和振動周期T，就可以求出當地的重力加速度g的值，

一、實驗原理單擺做簡諧運動時，其周期為：二、實驗器材3、游標卡尺4、秒表（停表）1、單擺組2、米尺三、實驗步驟1、做單擺：取約1米長的線繩栓位小鋼球，然后固定在桌邊的鐵架臺上。×

二、實驗步驟算出半徑r，也準確到毫米2、測擺長：(1)用米尺量出懸線長L，準確到毫米(2)用游標卡尺測擺球直徑擺長為L+rL051001二、實驗步驟用秒表測量單擺的周期。3、測周期：把單擺從平衡位置拉開一個角度（＜5o）放開它2分7.6秒秒表的讀數0312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213140312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213141分51.4秒秒表的讀數二、實驗步驟用秒表測量單擺完成30次全振動（或50次）所用的時間t，求出完成一次全振動所需要的時間，這個平均時間就是單擺的周期。3、測周期：把單擺從平衡位置拉開一個角度（＜5o）放開它T=t/n為了測量周期，擺球到達哪個位置的時刻作為計時開始與停止的時刻比較好？應以擺球經平衡位置計時開始與停止時刻二、實驗步驟4、求重力加速度：把測得的周期和擺長的數值代入公式，求出重力加速度g的值來。改變擺長，重做幾次實驗.計算出每次實驗的重力加速度.最后求出幾次實驗得到的重力加速度的平均值，即可看作本地區的重力加速度.5、多次測量求平均值：

思考：如果要求用圖象法來測定重力加速度，哪么應該如何建立坐標系？四、注意事項1、選擇材料時應選擇細輕又不易伸長的線，長度一般在1m左右，小球應選用密度較大的金屬球，直徑應較小，最好不超過2cm；2、單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應夾緊在鐵夾中，以免擺動時發生擺線下滑或懸點不固定，擺長改變的現象；3、注意擺動時擺角不易過大，不能超過10o，以保證單擺做簡諧運動；4、擺球擺動時，要使之保持在同一個豎直平面內，不要形成圓錐擺；5、測量從球通過平衡位置時開始計時，因為在此位置擺球速度最大，易于分辨小球過此位置的時刻。6、為了減少偶然誤差改變擺長，多次測量求平值。1、在做“用單擺測定重力加速度的實驗”中為了減小誤差，應注意的事項是()A．擺球以選密度大，體積小的小球為好;B．擺長以0.25米為宜;C．擺角應小于10°;D．擺線的懸點要固定，方不會在擺動中出現移動或晃動;E．要使單擺在豎直平面內擺動，不得使其形成錐形擺或擺球轉動;F．測量周期時，應從擺球通過最低點時開始計時.①A、B、C、D項正確 ②只有E、F項正確③ACDEF正確 ④都正確③課堂練習2、某同學測定的g的數值比當地公認值大，造成的原因可能是()①擺球質量太大了；②量擺長時從懸點量到球的最下端；③擺角太大了（擺角仍小于10°）；④計算擺長時忘記把小球半徑加進去；⑤計算周期時，將(n－1)次全振動誤記為n次全振動.

②⑤

課堂練習3、為了提高實驗精度，在試驗中可改變幾次擺長L，測出相應的周期Ｔ，從而得出一組對應的L與T的數值，再以L為橫坐標Ｔ２為縱坐標，將所得數據連成直線如下圖所示，則測得的重力加速度g=

。1.04320.80.50

l/mT2/s2

9.86m/s2課堂練習單擺的能量單擺作簡諧運動時的動能和重力勢能在發生相互轉化，但機械能的總量保持不變，即機械能守恒。小球擺動到最高點時的重力勢能最大，動能最小；平衡位置時的動能最大，重力勢能最小。若取最低點為零勢能點，小球擺動的機械能等于最高點時的重力勢能，也等于平衡位置時的動能課堂練習4、小明家從廣州搬到北京去,搬家時把家中的大擺鐘也帶到北京去了.

問:1.這個擺鐘到北京后是否還準時?

2.若不準,是偏慢還是偏快?

3.如須調整應該怎樣調節?幾種常見的擺圓槽擺釘擺圓錐擺如何理解單擺的周期公式5、如圖為半徑很大的光滑凹形槽，將有一小球從A點由靜止釋放。小球將做什么運動？θLO求運動的周期？A設光滑圓弧槽的半徑為Ｒ，小球半徑為r，擺角小于10°，求周期。圓槽擺6.一擺長為L的單擺,在懸點正下方5L/9處有一釘子,則這個單擺的周期是多少？課堂練習3．一物體在某行星表面受到的萬有引力是它在地球表面受到的萬有引力的1/4．在地球上走得很準的擺鐘搬到此行星上后，此鐘分針一整圈所經歷的時間實際上是[]

cc6．用空心鐵球內部裝滿水做擺球，若球正下方有一小孔，水不斷從孔中流出，從球內裝滿水到水流完為止的過程中，其振動周期的大小是[]A．不變B．變大C．先變大后變小回到原值D．先變小后變大回到原值15．將一擺長為L的單擺放置在升降機內，當升降機各以大小為a的加速度加速上升、減速上升時，單擺的周期各為多大？D9．一個單擺掛在電梯內，發現單擺的周期增大為原來的2倍，可見電梯在做加速度運動，加速度α為[]A．方向向上，大小為g/2B．方向向上，大小為3g/4C．方向向下，大小為g/4D．方向向下，大小為3g/4作業