第2讲 单摆
[目标定位] 1.知道什么是单摆.2.理解偏角很小时单摆的振动是简谐运动.3.知道单摆的周期跟什么因素有关,了解单摆的周期公式并能用它进行计算.
一、单摆的简谐运动
1.如图1,若忽略悬挂小球的细线长度的微小变化和质量,且线长比球的直径大得多,这样的装置就叫做单摆.
图1
2.在偏角很小的情况下,单摆摆球所受的回复力与偏离平衡位置的位移成正比,因而单摆在偏角很小时的振动是简谐运动.
想一想 单摆的回复力是否就是单摆所受的合外力?
答案 不是.单摆的运动可看作是变速圆周运动,其合力可分解为指向圆心的法向力和沿圆周切线的切向力,在沿圆周切线的切向力作用下,单摆做的是简谐运动,因而单摆的回复力只是其所受合力的一个分力.
二、单摆做简谐运动的周期
单摆在偏角很小的情况下做简谐运动的周期T跟摆长l的二次方根成正比,跟重力加速度g的二次方根成反比,跟振幅、摆球的质量无关,单摆做简谐运动时的周期公式为T=2π.
一、单摆及单摆的回复力
1.单摆
(1)单摆是实际摆的理想化模型
(2)实际摆看作单摆的条件
①摆线的形变量与摆线长度相比小得多
②悬线的质量与摆球质量相比小得多