2 单摆
[学习目标] 1.理解单摆模型及其振动的特点.2.理解单摆做简谐运动的条件,知道单摆振动时回复力的来源.3.了解影响单摆周期的因素,会用周期公式计算周期和摆长.
一、单摆的简谐运动
1.单摆: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,这样的装置叫做单摆.单摆是理想化模型.
2.单摆的回复力
(1)回复力的提供:摆球的重力沿圆弧切线方向的分力.
(2)回复力的大小:在偏角很小时,F=-x.
3.单摆的运动特点
小球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比,方向总是指向平衡位置,单摆在偏角很小时的振动是简谐运动.
二、单摆做简谐运动的周期
1.单摆做简谐运动的周期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.
2.单摆的周期公式:T=2π.
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力.( × )
(2)单摆经过平衡位置时受到的合力为零.( × )
(3)若单摆的振幅变为原来的一半,则周期也将变为原来的一半.( × )
(4)一个单摆在月球上摆动的周期大于其在地球上摆动的周期.( √ )
2.一个理想的单摆,已知其周期为T.如果由于某种原因重力加速度变为原来的2倍,振幅变为原来的3倍,摆长变为原来的8倍,摆球质量变为原来的2倍,则它的周期变为________.
答案 2T