探究单摆的周期.ppt

探究探究探究探究单摆单摆的周期的周期的周期的周期宁夏六盘山高级中学宁夏六盘山高级中学 韩兴乾韩兴乾单摆是一个理想化的模型摆线：质量不计长度远大于小球直径不可伸缩摆球：质点（体积小 质量大 阻力不计） 一．单摆一．单摆 OO'mgT二．探究单摆的运动性质二．探究单摆的运动性质 法向：法向： （向心力）（向心力）当当ɵ很小很小时，，sin ɵ= = ɵ= =x x/l切向：切向： （回（回复复力）力）回复力：回复力：lx结论：结论：当当最大摆角很小（小于最大摆角很小（小于10100 0））时，单摆在竖直面内的摆动可看作是时，单摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动简谐运动 三、探究影响单摆的周期的因素三、探究影响单摆的周期的因素 猜想？猜想？ 振幅振幅振幅振幅 质量质量 摆长摆长重力加速度重力加速度 议一议：议一议： 单摆振动的周期与哪些因素有关呢？单摆振动的周期与哪些因素有关呢？探究探究1 1：：周期与摆球的质量是否有关周期与摆球的质量是否有关? ?单摆振动周期和摆球质量单摆振动周期和摆球质量无关。

无关摆长相同摆长相同摆长相同摆长相同振幅相同振幅相同振幅相同振幅相同质量不同质量不同质量不同质量不同返回探究探究2 2：：周期是否与振幅有关？周期是否与振幅有关？单摆的振动周期与其振幅单摆的振动周期与其振幅无关无关(等时性等时性)单摆振动的等时性是意大利物理学家单摆振动的等时性是意大利物理学家伽利略伽利略首先首先发现的摆长相同摆长相同摆长相同摆长相同质量相同质量相同质量相同质量相同振幅不同振幅不同振幅不同振幅不同探究探究3 3：：周期与摆长是否有关周期与摆长是否有关？单摆振动周期和摆长单摆振动周期和摆长有关：有关： 摆长越长，周期越长摆长越长，周期越长振幅相同振幅相同振幅相同振幅相同质量相同质量相同质量相同质量相同摆长不同摆长不同摆长不同摆长不同 单摆振动周期与小球单摆振动周期与小球质量，质量，振幅振幅无关，与无关，与摆长摆长有关；有关；摆长摆长越长，周期越长越长，周期越长 实验结论：实验结论： •测摆长：悬点到球心悬点到球心的距离 ——刻度尺•测周期：30次全振动所需时间， 算出一次全振动的时间——秒表四四．单．单探究探究摆的周期与摆长的关系摆的周期与摆长的关系 摆长摆长•数据处理：测五组摆长和对应的周期，做出摆长（L）——周期（T）图线。

•猜想验证：由L-T图线判断摆长和周期的关系，想办法进行验证摆长L周期T周期的平方T20．20．40．60．81．0探究单摆摆长和周期的关系实验结论:•单摆的周期的平方与摆长成正比周期公式：周期公式： 单摆做简谐运动的振动周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比五五．单摆的周期．单摆的周期 惠更斯（荷兰）国国际单位：位：秒（秒（s s）） 惠更斯于惠更斯于16561656年发明了世年发明了世界上第一个用摆的界上第一个用摆的等时性等时性来来计时的时钟计时的时钟 （（16571657年获得专利权）年获得专利权）案例：案例： 一个大庆人去香港旅游，在一家大型超一个大庆人去香港旅游，在一家大型超市以高价购买了一台精致的摆钟，买的时候市以高价购买了一台精致的摆钟，买的时候走时很准回到大庆后不到两天走时走时很准回到大庆后不到两天走时就就相差相差一分多钟于是大呼上当，心里极其气愤一分多钟于是大呼上当，心里极其气愤后来，他求助后来，他求助“消费者权益保护协会消费者权益保护协会”，准，准备与该超市打一场索赔官司，消费者协会调备与该超市打一场索赔官司，消费者协会调查研究发现产品查研究发现产品货真价实，货真价实，那么问题出在哪那么问题出在哪儿呢？儿呢？ 那个那个大庆人所买的摆大庆人所买的摆钟，走时不准的原因是什钟，走时不准的原因是什么？应该如何调整？么？应该如何调整？学以致用：学以致用：改变地理位置，重力加速度变大，表变快改变地理位置，重力加速度变大，表变快. .应该调长摆长。

应该调长摆长1 1、原理原理：2、测算当地的重力加速度•数据代入法：把实验中测出的L、T 数据代入公式，求出重力加速度•1851年法国物理学家傅科为证明地球自转所设计的一种摆，称为博科摆•傅科摆绳长67米，绳端摆锤重27千克，这种摆自由摆动时间较长，便于人们观察小结：小结： 在最大摆角很小的情况下，单摆做简谐运动．摆线：质量不计长度远大于小球直径不可伸缩摆球：质点（体积小 质量大，阻力不计）1.1.单摆模型单摆模型2.2.单摆的回复力：单摆的回复力： 单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关．3.3.单摆的周期：的周期：4.4.应用用：计时仪器，器，测重力加速度，重力加速度，测地球自地球自转。