高中物理 11.4 单摆课件 新人教版选修3-4
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单摆一、单摆及单摆的回复力┄┄┄┄┄┄┄┄①1.单摆(1)组成:①细线,②小球。
(2)理想化模型的要求①质量关系:细线质量与小球质量相比可以忽略;②线度关系:球的直径与线的长度相比可以忽略;③力的关系:忽略摆动过程中所受阻力作用。
为了组成单摆,应尽量选择质量大、直径小的球和尽量细且不可伸长的线。
2.单摆的回复力(1)回复力的来源:摆球的重力沿圆弧切线方向的分力。
(2)回复力的特点:在偏角很小时,摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比,方向总指向平衡位置,即F =-mg lx 。
(3)单摆运动规律:单摆在偏角很小时做简谐运动,其振动图象遵循正弦函数规律。
[注意]回复力是按效果命名的力,是沿振动方向上的合力,不是物体受到的合力。
①[选一选]关于单摆的摆球在运动中所受的力,下列说法正确的是( )A .摆球运动到平衡位置时,重力与摆线拉力的合力为零B .摆球在运动过程中受到三个力的作用:重力、摆线的拉力和回复力C .摆球在运动过程中,重力和摆线拉力的合力等于回复力D .摆球在运动过程中,重力沿圆弧方向上的分力等于回复力解析:选D 摆球所受外力为重力和摆线拉力,B 错误;摆球的轨迹是圆弧,故重力、拉力的合力除提供回复力外,还提供向心力,C 错误;摆球所受合外力在圆弧方向的分力(等于重力沿圆弧方向的分力)作为回复力,在圆弧法线方向上的分力作为摆球做圆周运动的向心力,D 正确;除最高点外,摆球的回复力并不等于合外力,在最低点平衡位置处,回复力为零,回复力产生的加速度为零,但有向心力,有向心加速度,故重力与摆线拉力的合力不为零,A 错误。
二、单摆的周期┄┄┄┄┄┄┄┄②1.探究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响(1)探究方法:控制变量法。
(2)实验结论:①单摆振动的周期与摆球质量无关;②振幅较小时周期与振幅无关;③摆长越长,周期越长;摆长越短,周期越短。
2.周期公式(1)提出:周期公式是荷兰物理学家惠更斯首先提出的。