1.3探究单摆振动的周期VIP免费

一、知识与能力目标一、知识与能力目标•1．知道什么是单摆?•2．为什么摆角很小时单摆的振动是简谐运动?•3．单摆的振动是简谐运动,是建立在摆角小于或等于5˚时的近似分析,要学会用近似法解决物理问题。•4．知道单摆的周期公式，并探讨单摆的振动规律，培养自己的观察实验能力、思维能力。二、过程与方法二、过程与方法•１．从单摆的定义中找出单摆这个装置所具有的特点。•２．根据单摆所具有的特点，体会单摆这个理想化的物理模型。•３．单摆在摆动时，当其摆角小于或等于５˚时是简谐运动，为什么？•４．单摆作简谐运动时，其振动周期跟哪些因素有关？单摆作简谐运动时周期公式是什么？•5.将课堂对单摆振动周期的研究的演示实验改为学生的探究实验。•6.采用分组对比的方法缩短教学中学生实验的时间。三、情感态度与价值观三、情感态度与价值观•1.单摆是简谐运动的一个特例，既有简谐运动的共性，又有单摆的特殊性。理解共性和个性概念。•2.从量变到质变的规律，认识当摆角小到一定程度时，单摆的振动才是简谐运动。•3.伽利略和惠更斯对单摆振动规律的深入探讨，说明科学研究的长期性、艰巨性、连续性。四、教学重点、难点四、教学重点、难点•1.知道单摆的周期公式，并弄清单摆的振动规律。•2.弄清单摆振动的回复力的由来并推导出单摆在摆角小于5度（或等于）时的振动是简谐振动。单摆什么是单摆？1.摆线的伸缩和质量不计2.线长远大于小球的直径单摆是一种理想化的物理模型小球能视为质点小球做的是什么运动？圆周运动的一段机械振动当摆角很小时，单摆的振动可近似认为是简谐运动简谐运动的条件是什么？回复力F=-kx单摆的平衡位置在哪?悬点正下方的0点0研究单摆的振动是研究哪个方向上的运动?沿切线方向上的运动当摆球运动到最低点时,小球受到的合力为零吗?在切线方向的合力为零吗?0GF因为在平衡位置处并不是平衡状态F-mg=mv2/L在切线方向的合力也不为零不为零.GFG2G1不是.F和G2的合力（F-G2）提供圆周运动的向心力故G1提供回复力F和G的合力提供回复力？当摆线与竖直方向夹角为θ时,小球沿切线受到的力为多少?θθG1=mgsinθ0P回复力G1=mgsinθ=mgθ当θ很小θ角很小，θ≈sinθ弧长,弦长,圆心角间的关系?GFG2G1θθ0PLθ=Lopop=op因此G1=mgopL所以，摆角小于或等于5°的单摆是简谐运动，且k=mg/LGFG2G1θθ0PL若OP为相对于平衡位置的位移X,回复力F如何表示?F=-mgXL=-LmgX=-kx结论：在摆角θ很小时，单摆的回复力与相对于平衡位置的位移成正比而与其方向相反，单摆做简谐运动，单摆的振动图象是正弦或余弦曲线。单摆的周期可能和哪些因素有关？单摆的周期可能和哪些因素有关？质量不等周期相等周期相等摆角（振幅）不等绳长不等绳子越长，周期越大g不等g越大，周期越小可用控制变量法来判断m,g,L,A在摆角小于或等于5°的单摆中kmT2gLT2简谐振动的周期公式：⑵代入⑴得:K=mg/L⑴⑵通过实验得到的结果是:gLT2即:单摆的周期与摆长的平方根成正比与重力加速度的平方根成反比与质量和振幅无关理论gLT2g重力加速度1在地球表面不同位置不同2在同一位置不同高度处不同3在不同星球上不同L摆长摆长=摆线长+小球的半径甲乙两单摆，甲的摆长是乙的摆长的4倍，乙摆球的质量是甲摆球质量的2倍。在甲振动5次的时间内，乙摆球振动多少次？gLT21:2::乙甲乙甲LLTT例题分析：周期与摆球的质量无关所以，时间相同，甲振动五次，乙振动十次。1）摆球质量增到4倍，周期变为多少？2）摆长增为4倍，周期变为多少？3）假如钟摆走得快，要使走时准确，应怎样改变摆长？课堂练习不变2倍缩短摆长1.单摆可以看作简谐振动的条件：1）小球的质量比绳子的质量大得多2）小球的半径比绳子的长度小得多3）摆角2.单摆的周期：1）与小球质量无关2）与振幅和摆角θ无关（等时性）3.单摆的应用：利用单摆测当地的重力加速度g05gLT2小结作业作业•1.单摆原来的周期是2s，在下列情况下，周期有无变化？如有变化，变为多少？•A.摆长减为原来的1／4.•B.摆球的质量减为原来的1／4.•C.重力加速度为原来的1／4.•D.振幅减为原来的1／4.•2.用摆长为24.8㎝的单摆测定某地的重力加速度，测得完成120次全振动所用的时间为120s,求该地的重力加速度。