第3节 单 摆
1.理解单摆做简谐运动的条件和振动特点. 2.知道影响单摆周期的因素,掌握单摆的周期公式,并能用来进行有关计算.(重点+难点) 3.学会用单摆测重力加速度.(重点)
一、单摆的运动
1.单摆:把一根细线上端固定,下端拴一个小球,线的质量和球的大小可以忽略不计,这种装置叫做单摆.
2.单摆的运动特点
(1)摆球以悬点为圆心,在竖直平面内做变速圆周运动.
(2)摆球同时以最低点O为平衡位置做往复运动.
3.单摆的回复力:
如图所示,摆球受重力mg和绳子拉力F′两个力作用,将重力按切线方向和径向正交分解,则绳子的拉力F′与重力的径向分量的合力提供了摆球做圆周运动所需的向心力,而重力的切向分力F提供了摆球振动所需的回复力F=mgsin θ,它总是指向平衡位置.在最大摆角小于5° 时,sin θ≈θ≈,F的方向可认为与位移x平行,但方向与位移方向相反,所以回复力可表示为F=-x.令k=,则F=-kx.
1.(1)制作单摆的细线弹性越大越好.( )
(2)制作单摆的摆球越大越好.( )
(3)单摆的回复力等于摆球所受合力.( )
提示:(1)× (2)× (3)×
二、单摆的周期
1.影响单摆周期因素的实验探究
(1)探究方法:控制变量法.
(2)实验结论
①单摆周期与摆球质量无关.
②单摆周期与振幅无关.