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1、第第 2 2章章 机械振动机械振动2.3 单摆判定物体是否做简谐运动回复力:F=-kx振动图像:正弦(或余弦)曲线在生活中常看到的一些小幅摆动，可近视为做简谐运动，如摆钟的小幅摆动。这种摆动为何可视为简谐运动？知识回顾问题导入单摆模型把一根不能伸长的细线上端固定，下端拴一个小球，线的_和球的_可忽略不计，这种装置称为单摆。单摆的构成：摆线 摆球摆球摆线单摆的常用描述：平衡位置 摆长 摆角摆角平衡位置摆长单摆是一种理想化模型。质量大小思考与讨论判断5幅图中的摆动模型能否看成单摆？若不能，请说明原因。均不能看成单摆。题图(a)(d)摆动过程中摆长会发生变化，题图(b)空气阻力不能忽略，题图(c)球
2、的直径与绳的长度相比不能忽略，题图(e)绳的质量与小球相比不能忽略。观察与思考太空中的单摆为何不摆动？单摆的回复力当摆球静止于点O时，球所受重力和线对球的拉力彼此平衡。GTO(1)回复力的来源把球拉离点O由静止释放，球沿着以位置O为中心的一段圆弧BC做往复运动，点O是单摆振动的平衡位置。单摆的回复力当球沿圆弧运动到某点P时，球所受拉力T与重力G在摆线方向上的分力F的合力提供向心力，不影响球运动的速度大小；重力沿圆弧切线方向的分力F则会改变球沿圆弧运动的速度大小。当球处于平衡位置右侧时，F指向左方；当球处于平衡位置左侧时，F指向右方。回复力的来源：摆球的重力沿圆弧切线方向的_。分力(2)回复力的
3、特点单摆的回复力：F=mgsinF的方向与x的方向始终相反。单摆的回复力F=-kx在摆角很小的情况下(通常T2T3T4B.T4T1T3T1T3T2D.T1T2T3T4总结提升对l、g的理解(1)公式中l是摆长，即悬点到摆球球心的距离。垂直纸面方向摆动时，其等效摆长等于甲摆的摆长；乙在纸面内小角度摆动时，等效摆长等于丙摆的摆长。等效摆长：(a)图中，甲、乙在垂直纸面方向上摆动起来效果是相同的，甲摆的等效摆长为lsin，其周期 。(b)图中，乙在总结提升(2)公式中g是单摆所在地的重力加速度，由单摆所在的空间位置决定。等效重力加速度：一般情况下，公式中g的值等于摆球静止在平衡位置时，摆线的拉力与摆球质量的比值。练习6.周期是2s的单摆叫秒摆，秒摆的摆长是多少？把一个地球上的秒摆拿到月球上去，它在月球上做50次全振动要用多少时间？已知地球表面的重力加速度为9.8m/s2,月球上的自由落体加速度为1.6m/s2，2取9.8。单摆一单摆的振动单摆的模型构成描述理想化模型摆线、摆球平衡位置、摆长、摆角单摆的回复力来源特点重力沿圆弧切线方向的分力摆角小于5时，F=-kx振动图图像正弦（或余弦）曲线二单摆的周期与振幅无关与摆球质量无关摆长越长，周期越大摆钟简谐运动
