单摆设计

一、提出问题： 影响单摆摆动的周期的可能因素有哪些? 二、猜测问题： 单摆摆动的周期可能与振幅、小球的质 量、摆长、重力加速度有关。 三、探究问题：控制变量法
进行实验和数据收集
T与θ之间的关系 T与M之间的关系 T与L之间的关系
控制变量 M与 L相同，θ不同 θ与 L相同，M不同 θ 与 M相同，L不同
前言 科学是人类进步的阶梯 其动力在于好奇 其乐趣在于探究
知识背景 --------你见过吊钟吗？ 吊钟为什么可以计时？
历史回顾
意大利物理学家伽利略发现了摆的 -------等时性
课题呈现
探究单摆的摆动周期
单摆的结构
结构： 在细线的一端系一个小球，另 一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量 可以忽略不计，线长比球的直径大得多， 这样的装置叫单摆．
要求： 悬点：固定 摆球：体积小、质量大 细线：不可伸缩、质量不计、较长
问题思考
• ① 请观察： 将小球拉离平衡位置一个小角 度（＜100 ）后释放，摆球作什么形式的 运动? • ②请理解：怎样理解小球摆动了一个周期 的过程？ • ③请体验：小球摆动过程是否等时？（通 过时间传感器来体验）
问题探究
实验步骤
观察测量 结果 分析结果
实验结果定性分析
实验表明：
１．单摆振动的周期与振幅无关。 （等时性 伽利略发现）
２．单摆振动的周期与摆球质量无关。 ３．单摆振动的周期与摆长和重力加速度有关。
（摆长越长，周期越大．重力加速度越大，周期越 小。）
定量分析周期与摆长的关系
• 分析方法——图像法（建立L---T2坐标） 应用数据采集器处理。 结果： L---T2 是一条通过原点的直线。
l T 2 g
巩固和练习
1、单摆的周期原来是2s，下列那种情 况下，周期将发生变化？ A. 摆长变为原来的1/4 B. 摆球的质量变为原来的1/4 C. 振幅变为原来的1/4 D.重Fra Baidu bibliotek加速度变为原来的1/4
2、电视正在直播飞船登月，一名教授发现飞 船登月舱外的一个与航天员等高的悬挂物 正在轻微摆动，他看着电视屏幕上的时间 显示，大致得出了月球表面的重力加速度， 你能说出其中的道理吗？
提出周期公式
• 荷兰物理学家惠更斯（1629---1695）首先发 现： 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．
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小结
1.在细线的一端拴上一个小球，另一端固 定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽略不 计，线长比球的直径比大的多，这样的装置叫 单摆． 2.摆角较小时（＜100）单摆的摆动周期 跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方 根成反比，跟振幅、摆球的质量无关．