11.4 单 摆
【教学目标】
1.知道什么是单摆。
2.理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件。
3.知道影响单摆周期的因素,掌握单摆振动的周期公式,并能运用公式分析解决相关问题。
【重点难点】
1.理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件。
2.知道影响单摆周期的因素,掌握单摆振动的周期公式,并能运用公式分析解决相关问题。
【教学方法】
观察、分析、推理、归纳
【教学用具】
课 件、单 摆
【教学过程】
一、单摆
1、构造:
2、条件:
二、单摆的回复力
1、平衡位置:
2、回复力:
如图,单摆受到的回复力F回=mg sinθ在θ值较小(θ≤10°)的情况下,可以近似的认为,则,又回复力的方向始终指向O点,与位移方向相反,即:F=-kx,满足简谐运动的条件,所以,当θ≤10°时,单摆的运动是简谐运动。
3、单摆的受力分析:
(1)切向方向——回复力:
(2)径向方向——向心力:
【例1】位移大时,单摆的回复力大,位移小,回复力小,当单摆经过平衡位置时,单摆的位移为0,回复力也为0,此时,单摆所受的合外力是否为0?
单摆此时做的是圆周运动,做圆周运动的物体受向心力,单摆也不能例外,也受到向心力的作用(引导学生思考,单摆作圆周运动的向心力从何而来?)。在平衡位置,摆球受绳的拉力F和重力G的作用,绳的拉力大于重力G,它们的合力充当向心力。[高考资源网]
所以,单摆经过平衡位置时,受到的回复力为0 ,但是所受的合外力不为0。
三、单摆的周期
1、实验探究:影响单摆周期的因素
2、单摆的周期:
(1)[高考资源网KS5U.COM]
(2)单摆周期与m、A无关,只与l、g有关。
3、秒摆:T=2S
【例2】有两个单摆,甲摆振动了15次的同时,乙摆振动了5次,则甲乙两个摆的摆长之比为_________。
四、用单摆测定重力加速度
1、原理:
[高考资源网]
2、测量的物理量:T、l[高考资源网KS5U.COM]
(1)l的测量:
(2)T的测量:
3、数据处理:
(1)求平均值:
(2)图象: l —T2 图象
【课外作业】
1、教材:P5——(3)
2、学海导航:P2——4
【教学后记】
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