第2节 单 摆
1.理解什么是单摆及在什么情况下单摆的振动是简谐运动.(重点) 2.知道单摆的周期跟哪些因素有关,了解单摆周期公式,并能进行有关计算. 3.单摆的回复力及单摆简谐运动的推导.(重点+难点)
一、单摆的简谐运动
1.单摆模型:细线的上端固定,下端系一小球,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,与小球受到的重力及绳的拉力相比,空气等对它的阻力可以忽略,这样的装置就叫做单摆.
2.单摆的回复力:单摆的回复力是摆球的重力沿圆弧切线方向的分力,在摆角很小的情况下,单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比,方向总指向平衡位置,因此单摆在摆角很小时做简谐运动.
二、单摆做简谐运动的周期
1.影响单摆周期的因素:实验表明,单摆振动的周期与摆球质量无关,在振幅较小时与振幅无关,但与摆长有关,摆长越长,周期越长.
2.单摆的周期公式: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,周期公式为T=2π__.
1.为了能够忽略空气阻力,选择摆球时应选择什么样的球?
提示:选质量大体积小的球,这样就可以忽略空气阻力.
2.为什么摆角很小时,单摆的振动可以看做简谐运动?
提示:摆角很小时,圆弧可以近似地看成直线,分力F可以近似地看做沿这条直线作用,这样就可以证明F=-kx.
对单摆模型的理解
1.运动特点
(1)摆球以悬点为圆心做变速圆周运动,在运动过程中只要速度v≠0,沿半径方向都有向心力.
(2)摆球以平衡位置为中心做往复运动,在运动过程中只要不在平衡位置,轨迹的切