※了解单摆的组成及单摆回复力的推导※※理解单摆周期公式并能用于计算※※会用单摆测定重力加速度•你荡过秋千吗
你观察过秋千在摆动时的特点吗
•1.单摆由、组成.•2.单摆的小角度摆动为,其周期、频率与振幅大小、无关.轻质丝线有孔小球简谐运动摆球质量3.单摆的周期公式T=2πlg4.由T=2πlg得g=4π2LT2
可见,只要测出单摆的摆长和周期,就可测出当地的重力加速度.•(1)单摆:在细线的一端拴一个小球,另一端固定在悬点上,如果线的质量相对于球的质量以及球的直径相对于线长可以忽略,这样就形成单摆.•(2)单摆是一个理想化的模型.•①在这个模型里,悬线无弹性、不可伸缩、没有质量,小球是质点.•②实际做成的单摆,悬线的伸缩越小,质量越轻,小球的质量越大,直径与线长相比可忽略,则越接近理想化的单摆.•做一个单摆下列器材可供选用的是()•A.带小孔的实心木球•B.带小孔的实心钢球•C.长约1m的细线•D.长约1m的细铁丝•E.长约10cm的细线•答案:BC•(1)单摆的回复力是重力沿圆弧切向的分力F=mgsinθ提供的.•(2)单摆在偏角很小的时候做简谐运动.•①在任意位置P,则有向线段为此时的位移x,重力G沿圆弧切线方向的分力G1=Gsinθ提供摆球以O点为中心做往复运动的回复力.②在摆角很小时,sinθ≈θ=xl,G1=Gsinθ=mglx,G1方向与摆球位移方向相反,所以有回复力F回=G1=-mgxl
令k=mgl,则F回=-kx
因此,在摆角θ很小时,单摆做简谐运动.(摆角一般不超过5°)•特别提醒:•(1)单摆振动的回复力为摆球重力沿圆弧切线方向的分力,回复力不是摆球所受的合外力.•(2)单摆的摆动不一定都是简谐运动,只有单摆做小角度(摆角小于5°)摆动时才认为是简谐运动
•(1)等时性:周期T只与摆长和重力加速度g有关,而与振幅和球的质量无关.•(2)公式T=•单摆的