《遼寧省大連市高中物理 第十一章 機械振動 11.4 單擺課件 新人教版選修3-4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《遼寧省大連市高中物理 第十一章 機械振動 11.4 單擺課件 新人教版選修3-4.ppt（37頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、1.什么樣的運動叫簡諧運動?,復習提問,物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復力作用下的振動，叫簡諧運動。,2.簡諧運動的位移時間圖象具有什么特點?,所有簡諧運動的位移時間圖象都是正弦或余弦曲線。,3.什么是簡諧運動的周期?,做簡諧運動的物體完成一次全振動所用的時間，叫做振動的周期。,1862年，18歲的伽利略離開神學院進入比薩大學學習醫(yī)學，他的中充滿著奇妙的幻想和對自然科學的無窮疑問，一次他在比薩大學忘掉了向上帝祈禱，雙眼注視著天花板上懸垂下來搖擺不定的掛燈，右手按著左手的脈搏，口中默默地數(shù)著數(shù)字，在一般人熟視無睹的現(xiàn)象中，他卻第一個明白了掛燈每擺動一次的時間是相等的

2、，于是制作了單擺的模型，潛心研究了單擺的運動規(guī)律，給人類奉獻了最初的能準確計時的儀器。,小資料,伽利略(15641642),發(fā)現(xiàn)單擺振動的等時性,近代物理學的鼻祖,本節(jié)課我們就來學習這一理想化模型,第十一章機械運動,單,擺,1.知道什么是單擺；2.理解擺角很小時單擺的振動是簡諧運動；3.知道單擺的周期跟什么因素有關，了解單擺的周期公式，并能用來進行有關的計算；4.知道用單擺可測定重力加速度。,知識與能力:,1.通過單擺的教學，知道單擺是一種理想化的系統(tǒng)，學會用理想化的方法建立物理模型。2.通過單擺做簡諧運動條件的教學，體會用近似處理方法來解決物理問題。3.通過研究單擺的周期，掌握用控制變量的方

3、法來研究物理問題。4.培養(yǎng)學生的觀察實驗能力、思維能力。,過程與方法:,1.單擺在小角度情況下做簡諧運動，它既有簡諧運動的共性，又有其特殊性，理解共性和個性的概念。2.當單擺的擺角大小變化時，單擺的振動也將不同，理解量變和質變的變化規(guī)律。,情感、態(tài)度與價值觀：,教學重點,1.了解單擺的構成。2.知道單擺的回復力的形成。3.單擺的周期公式。,1.單擺做簡諧運動的條件擺角小于或等于時的振動。2.單擺振動的回復力是由什么力提供的。3.單擺振動的周期與什么有關。,教學難點,1,一.單擺的回復力,1,2,1,二.單擺的周期,三.用單擺測重力加速度,一.單擺的回復力,1.什么是單擺,在細線的一端拴上一個小

4、球，另一端固定在懸點上，如果線的伸縮和質量可以忽略不計，球的直徑比線長短得多，這樣的裝置叫單擺。,,線的伸縮和質量可以忽略,符合下列條件的裝置叫單擺：,線長比球的直徑大得多,使擺線有一定的長度而無質量，質量全部集中在擺球。,把球當作一個質點，只有質量無大小，懸線的長度就是擺長。,,,理想化模型,判斷以下各種擺動模型是否為單擺？,,,,,,（1）,（2）,（3）,橡皮筋,粗麻繩,細繩,模型（1）不是單擺，因為橡皮筋伸長不可忽略,模型（2）不是單擺，因為繩子質量不可忽略,模型（3）不是單擺，因為繩長不是遠大于球的直徑,,,鐵球,鐵球,鐵球,塑料泡沫球,模型(4)不是單擺，因為繩的質量不能忽略,（4

5、）,思考,,1.單擺小球在豎直平面內擺動起來后做的什么運動？,小球在平衡位置兩側做往復運動，所以小球的運動是機械振動。,2.單擺的擺動是機械振動。振動都需要回復力，單擺的回復力是什么？,平衡位置：,受力分析：,重力,彈力,運動分析：,以懸點為圓心的圓周運動,以點為平衡位置的振動,點,2.單擺的回復力,回復力來源：,重力沿切線方向的分力G2,大?。?G2=Gsin=mgsin,方向：,沿切線指向平衡位置,單擺振動是不是簡諧運動？,判斷物體是否做簡諧運動的方法：,（2）根據(jù)回復力的規(guī)律F=-kx去判斷,（1）根據(jù)物體的振動圖像去判斷,思考,3.擺角小時，單擺的振動是簡諧運動,,,,,,x,當很小時

6、，x弧長,,,,,,,,,,,,,,,FG2=Gsin=mgsin,位移方向與回復力方向相反,sin,=L,一般偏角<5,在擺角很小的情況下，擺球所受的回復力跟位移大小成正比，方向始終指向平衡位置（即與位移方向相反），因此單擺做簡諧運動。,二.單擺的周期,單擺振動的周期與哪些因素有關？,,與與m與lT與g,討論,A,,Lmg,,m,LgA,,L,gAm,g,LAm,與振幅無關,與擺球質量無關,與擺長有關,與重力加速度有關,改變因素,控制因素,結論,單擺振動周期與擺長L、振幅A、擺球質量m、重力加速度g間的關系,,（等時性）,,探究,（L長T大）,控制變量法,g大T小,（）單擺振動的周期與振幅無

7、關,（2）單擺振動的周期與擺球質量無關,（3）單擺振動的周期與擺長有關,擺長越長，周期越大。,（等時性伽利略發(fā)現(xiàn)）,實驗表明：,（4）單擺振動的周期與g有關,g越大，周期越小,荷蘭物理學家惠更斯（1629---1695）,單擺做簡諧運動的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，跟振幅、擺球的質量無關。,,,三.用單擺測重力加速度,測定重力加速度。,,利用它的等時性計時?；莞乖?656年首先利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器。,1.只有在擺角<5的條件下，單擺的振動可看作簡諧振動。,2.單擺周期與擺長和重力加速度有關，與振幅和質量無關。,3.單擺振動周期公式：,4.用單擺可以測定重力的加速度,1.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,2.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1米的橡皮條D.長為0.2米的細絲線E.直徑為5厘米的鋼球F.直徑為5厘米的泡沫塑料球G.直徑為1厘米的鋼球H.直徑為1厘米的塑料球L.,AG,3.單擺（10o）的振動周期在發(fā)生下述哪些情況中增大()A.擺球的質量增大B.擺長增大C.單擺由赤道移到北極D.增大振幅,B,4.一擺長為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：,