2020高中物理必备知识点 单摆
单摆知识点总结
单摆知识点总结一、单摆的原理1. 单摆的定义单摆是由一根长度可忽略不计的质量不计而不论的细线或轻棒和一个质量块组成的。
摆线的一端固定，另一端悬挂有质量块，使得质量块可以在重力的作用下做来回摆动。
2. 单摆的力学原理在单摆运动中，质量块会受到重力的作用而下垂，同时由于细线或轻棒的约束，质量块只能做简谐运动。
单摆的运动可以用牛顿第二定律和力的平衡原理来描述。
3. 单摆的简谐运动简谐运动是指物体在受力作用下做周期性的来回振动。
在单摆运动中，质量块受到重力的作用而下垂，同时由于细线或轻棒的约束，质量块只能做简谐运动。
单摆的简谐运动满足振幅较小的条件下的简谐运动规律。
二、单摆的运动规律1. 单摆的周期单摆的周期受摆长和重力加速度的影响。
根据物理学理论，单摆的周期与摆长成正比，与重力加速度的平方根成反比。
2. 单摆的频率单摆的频率是指在单位时间内单摆做的来回摆动次数。
根据单摆的运动规律，单摆的频率与周期成反比。
3. 单摆的能量转换在单摆运动中，质量块在做简谐振动的过程中，动能和势能会不断地相互转换。
当质量块处于最高点时，只有势能，没有动能；当质量块处于最低点时，只有动能，没有势能。
三、单摆的影响因素1. 摆长摆长是指摆线的长度，它对单摆的周期和频率有很大的影响。
根据单摆的运动规律，摆长越长，单摆的周期越长，频率越低。
2. 重力加速度重力加速度是指地球对物体的引力加速度，它对单摆的周期和频率同样有很大的影响。
重力加速度越大，单摆的周期越短，频率越高。
3. 摆角摆角是指质量块在最低点偏离竖直线的角度。
在小角度条件下，单摆的周期和频率与摆角无关；但在大角度条件下，单摆的周期和频率会受到摆角的影响。
四、单摆的应用1. 科学教学单摆是一种简单的物理实验工具，常被用于物理实验课或物理研究中。
通过单摆的实验，可以直观地观察和研究单摆的运动规律，加深学生对物理学的理解。
2. 时间测量在过去，单摆曾被用作时间测量的工具。
由于单摆的周期与摆长成正比，可以通过测量单摆的周期来计算时间。
高中单摆实验知识点
高中单摆实验知识点
单摆实验是物理实验中常见的一种实验，主要用于研究物体在重力作用下的简谐振动。
以下是关于高中单摆实验的知识点：
1. 单摆的定义：单摆是由一根不可伸缩的轻细绳或杆和一个质点组成的系统，质点可以在绳的一端或杆的顶端摆动。
2. 单摆的摆动规律：单摆在重力作用下发生简谐振动，其周期与摆长（即绳或杆的长度）成正比，与重力加速度的平方根成反比。
摆动的幅度与开始摆动时的角度有关。
3. 摆长和周期之间的关系：根据单摆的摆动规律，摆长越长，周期越大；摆长越短，周期越小。
这个关系可以用公式T=2π√(L/g)来表示，其中T表示周期，L表示摆长，g表示重力加速度。
4. 单摆的共振现象：当外力作用频率接近单摆的固有频率时，单摆会发生共振现象，振幅会显著增大。
共振现象在实际应用中需要进行控制和调节。
5. 单摆的实验操作：进行单摆实验时，需要先测量摆长，然后通过改变摆动的角度、重力加速度，或者使用不同的质点，观察变化后的摆动情况，记录相关数据并进行分析。
6. 单摆的应用：单摆实验的结果可以应用于钟摆的设计、钟表的精确度矫正，以及其他需要利用简谐振动的物理学和工程学领域。
以上是关于高中单摆实验的一些知识点介绍，希望对你有所帮助！。
单摆知识点公式总结
单摆知识点公式总结一、单摆的基本知识点1. 单摆的定义单摆是由一个质点（称为挂点）和一根长度可忽略的细绳（或轻质横杆）组成的物体。
质点可以是实心球、铁球、小木块或其他形状的物体。
2. 单摆的运动规律单摆在无外力作用下，可以做匀速圆周运动。
当摆动幅度较小时，单摆的周期与摆长的平方根成正比。
3. 单摆的周期单摆的周期T与摆长L及重力加速度g有关，满足以下公式：T = 2π√(L/g)其中，T为周期，L为摆长，g为重力加速度（约等于9.8m/s^2），π为圆周率。
4. 单摆的频率单摆的频率f与周期T成反比关系，满足以下公式：f = 1/T5. 单摆的振幅单摆的振幅是指摆动过程中的最大角度。
当振幅较小时，单摆的周期与摆长的平方根成正比。
6. 单摆的能量转化单摆在振动过程中，动能和势能不断地进行转化。
当摆动到最高点或最低点时，动能为零，势能最大。
而在摆动过程中，动能最大时，势能为零。
单摆的总能量守恒。
7. 单摆的受力分析单摆在做简谐振动时，受到重力和张力的作用。
重力作用在摆绳上，向下，张力作用在质点上，与重力方向相反。
二、相关公式1. 单摆的周期公式T = 2π√(L/g)其中，T为周期，L为摆长，g为重力加速度。
2. 单摆的频率公式f = 1/T其中，f为频率，T为周期。
3. 单摆的摆长计算公式在实际应用中，有时需要根据给定的周期或频率来计算摆长。
可以通过以上公式，将周期T或频率f代入，求解摆长L的值。
4. 单摆的振幅与周期的关系当振幅较小时，单摆的周期与摆长的平方根成正比。
这一关系可以通过实验或推导得到。
5. 单摆的能量转化公式在单摆的摆动过程中，动能和势能不断地进行转化。
可以通过动能和势能的公式进行计算，以研究能量转化的规律。
6. 单摆的受力分析公式单摆在简谐振动时，受到重力和张力的作用。
可以通过受力分析和牛顿定律，得到单摆的运动规律和力学性质。
三、单摆的应用1. 单摆的实验通过搭建单摆实验装置，可以观察和研究单摆的运动规律和特性，了解单摆的周期、频率、摆长等参数。
【高中物理】高中物理知识点：单摆的周期
【高中物理】高中物理知识点：单摆的周期单摆：1.定义：用一根不可伸长且没有质量的细线悬挂一质点所组成的装置，叫做单摆，它是实际摆的理想化模型2.模型条件：(1)摆线的形变量与摆线长度相比小得多，摆线的质量与摆球质量相比小得多，这时可把摆线看成是不可伸长，且没有质量的细线。
(2)摆球的大小与摆线长度相比小得多，这时可把摆球看成是没有大小只有质量的质点。
(3)忽略空气对它的阻力。
某一物理量是否可以略去不计，是相对而言的。
为了满足上述条件及尽量减小空气阻力对它的影响，我们组成单摆的摆球应选择质量大而体积小的球，摆线应尽量选择细而轻目弹性小的线3.平衡位置：摆球静止时所处的位置即最低点4.简谐运动条件：5.单摆的周期公式：（可由，推导）。
①在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关；②单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g有关；③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度（一般情况下，等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值）。
单摆问题中的等效处理方法：单摆的周期公式是惠更斯从实验中总结出来的。
单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力，偏角越大回复力越大，加速度 ()越大。
由于摆球的轨迹是圆弧，所以除最高点外，摆球的回复力并不等于合外力。
在有些振动系统中l不一定是绳长，g也不一定为9．8m／s2，因此出现了等效摆长和等效重力加速度的问题。
1．等效摆长摆长是指摆动圆弧的圆心到撰球重心的距离，而不一定为摆绳的长。
如图中，摆球可视为质点，各段绳长均为Z，甲、乙摆球做垂直纸面的小角度摆动，丙摆球在纸面内做小角度摆动，O'为垂直纸面的钉子，而且甲：等效摆长乙：等效摆长丙：摆绳摆到竖直位置时，圆弧圆心就由O变为O'，摆球振动时，半个周期摆长为l，另半个周期摆长为，则单摆丙的周期为2．等效重力加速度不一定等于9．8(1)g由单摆所在的空间位置决定。
高中物理：单摆 单摆的回复力和周期
高中物理：单摆单摆的回复力和周期【知识点的认识】一、单摆1．定义：如图所示，在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸长和质量都不计，球的直径比摆线短得多，这样的装置叫做单摆。
2．视为简谐运动的条件：摆角小于5°。
3．回复力：小球所受重力沿圆弧切线方向的分力，即：F ＝G 2＝Gsin θ＝x ，F 的方向与位移x 的方向相反。
4．周期公式：T ＝2π5．单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l 和重力加速度g ，与振幅和振子（小球）质量都没有关系。
二、弹簧振子与单摆弹簧振子（水平）单摆模型示意图条件忽略弹簧质量、无摩擦等阻力细线不可伸长、质量忽略、无空气等阻力、摆角很小平衡位置弹簧处于原长处最低点回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直（即切向）方向的分力周期公式T ＝2π（不作要求）T ＝2π能量转化弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒重力势能与动能的相互转化，机械能守恒【命题方向】（1）第一类常考题型是对单摆性质的考查：对于单摆的振动，以下说法中正确的是（）A．单摆振动时，摆球受到的向心力大小处处相等B．单摆运动的回复力就是摆球受到的合力C．摆球经过平衡位置时所受回复力为零D．摆球经过平衡位置时所受合外力为零分析：单摆振动时，径向的合力提供向心力，回复力等于重力沿圆弧切线方向的分力，通过平衡位置时，回复力为零，合力不为零。
解：A、单摆振动时，速度大小在变化，根据知，向心力大小在变化。
故A错误。
B、单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力。
故B错误。
C、摆球经过平衡位置时所受的回复力为零。
故C正确。
D、摆球经过平衡位置时，合力提供向心力，合力不为零。
故D错误。
故选：C。
点评：解决本题的关键知道单摆做简谐运动的回复力的来源，知道经过平衡位置时，回复力为零，合力不为零。
（2）第二类常考题型是单摆模型问题：如图所示，单摆摆球的质量为m，做简谐运动的周期为T，摆球从最大位移A处由静止开始释放，摆球运动到最低点B时的速度为v，则（）A．摆球从A运动到B的过程中重力做的功为B．摆球从A运动到B的过程中重力的平均功率为C．摆球运动到B时重力的瞬时功率是mgvD．摆球运动到B时重力的瞬时功率是零分析：某个力的功率应用力乘以力方向上的速度，重力做功与路径无关只与高度差有关，也可以运用动能定理求解。
单摆高中物理
l
l1
d 2
l1
d
.
5.实验数据记录
组号 摆长l/cm
1 约20.0左右 2 约30.0左右 3 约40.0左右 4 约50.0左右 5 约60.0左右 6 约70.0左右 7 约80.0左右 8 约90.0左右 9 约100.0左右
总时间t/s
周期T=t/n（s）
.
6.实验数据处理
在偏角很小（θ＜5°）的情况下， 摆球所受的回复力与偏离平衡位置的位 移成正比，方向与位移方向相反
θ
TT
G1
G mg mg G
2
G2
——摆角θ＜5°的单摆运动可认为是简谐运动
.
三、单摆振动的周期（猜测与哪些因素有关）
猜想：与振幅A 、质量m 、摆长L有关； 演示实验：控制变量法研究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响
sinθ 0.01754 0.03490 0.05234 0.06976 0.08716 0.10453 0.12187 0.13917
弧度值θ 0.01754 0.03491 0.05236 0.06981 0.08727 0.10472 0.12217 0.13863
当θ角很小（ θ＜5° ）时，角的正弦值近似等 于θ所对应的弧度值，即. sinθ≈θ
.
2、单摆的周期公式——荷兰物理学家惠更斯
T = 2π l g
l：摆长(悬点到小球重心的距离) g：当地重力加速度
.
3、单摆的应用
（1）计时器（利用单摆的等时性）
惠更斯在1656年首先利用摆的等 时性发明了带摆的计时器（1657 年获得专利权）
（2）测定重力加速度
T 2 l
g
g
高中物理单摆知识点总结
高中物理单摆知识点总结
高中物理单摆知识点总结如下:
1. 单摆概述：单摆是由一个轻细的摆针和一个重球组成的简单机械系统，摆针在重力和弹性力作用下，绕摆针轴做圆周运动。
2. 单摆周期：单摆的运动周期与摆针长度、摆球重量和摆动角度有关，周期公式为 T=2π√(L/g)。
3. 单摆摆角：单摆摆动时，摆针偏离平衡位置的夹角称为摆角，摆角大小取决于摆球重量和摆动角度。
4. 单摆运动规律：单摆的运动规律是摆针速度随摆动角度增大而减小，随摆动时间延长而增大。
5. 单摆的利用：单摆可以被用于测量重力加速度、测量摆球质量、测量微小角度等。
6. 单摆的弹性：单摆的弹性是指摆针在运动过程中受到的空气阻力和摩擦阻力等。
7. 单摆的振动：单摆的振动是指摆针在平衡位置附近来回振动的现象，振动频率与摆球重量、摆针长度和振动角度有关。
8. 单摆的强化训练：为了提高单摆的测量精度，可以进行单摆强化训练，如调整摆球重量、改善测量环境等。
物理单摆知识点总结
物理单摆知识点总结一、引言单摆是用来研究物体振动规律的一种简单而重要的实验装置。
单摆的特点是结构简单，系统的运动规律清晰易懂，因而被广泛应用于物理实验教学和科学研究中。
通过对单摆的研究，我们可以更好地理解和掌握物体振动的基本规律，提高自己的实验技能和科学素养。
二、单摆的基本概念1. 单摆的定义单摆是由一根不可伸长且质量可忽略不计的细绳和一个质量为m的质点组成的物体组织。
细绳的一个端点固定在某一支点上，质点挂在细绳的另一端，并可以围绕支点做小幅度的摆动。
2. 单摆的基本元素单摆主要由绳子、质点和支点组成。
其中，细绳用来连接质点和支点，使质点可以沿绳子做简谐振动；支点则用来支撑细绳，起到固定和支持绳子的作用；质点则是单摆的主体部分，通过绳子连接到支点上。
这三个基本元素共同构成了单摆的基本结构，决定了单摆的振动规律。
3. 单摆的运动特点单摆的运动特点主要包括以下几个方面：（1）摆动的方向：单摆在受到外力作用后，质点会沿着绳子做小幅度的摆动，振动的方向与细绳的方向一致。
（2）摆动的幅度：质点摆动的幅度取决于外力的大小和方向，也受到细绳和质点的自身性能的限制。
（3）摆动的周期：单摆振动的周期是指质点完成一次完整的摆动所需要的时间，通常用T来表示，单位为秒（s）。
（4）摆动的频率：单摆振动的频率是指单位时间内质点振动的次数，通常用f来表示，单位为赫兹（Hz）。
（5）摆动的角度：单摆摆动的角度是指质点摆动的最大角度，也叫摆幅，通常用θ来表示，单位为弧度（rad）。
三、单摆的基本理论1. 单摆的受力分析单摆在振动过程中受到几种不同的力的作用，如张力、重力、支持力等。
在静态平衡状态下，细绳受到的张力与质点所受的重力相互平衡，使得质点可以在细绳上做简谐振动。
在动态振动状态下，细绳受到的张力会随着质点的摆动方向不断变化，从而产生拉力和压力，使得质点产生周期性的加速度和速度变化。
2. 单摆的运动规律单摆在振动过程中遵循一定的运动规律，主要包括以下几个方面：（1）单摆的简谐振动规律：在细绳的拉力和质点的重力之间存在一种弹簧力的相互作用，质点振动的加速度与位移成正比，速度与位移成反比。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单摆
同学们：前面几节课，我们与弹簧振子为载体详细研究了简谐运动的运动特征和简谐运动的图像。
在众多的机械振动中是不是只有弹簧振子的运动是简谐运动呢？当然不是。
今天我们再来研究加一个典型的简谐运动――单摆。
（板书课题：四、单摆）
我们先来看看摆动：（演示多媒体课件）其实摆动还是比较复杂的，我们先研究最简单的摆动――单摆。
什么是单摆呢？ （板书：一、单摆的构成）
一根没有质量的细线，下挂一个质点构成理想的单摆――理想化物理模型
实际中是一根质量、伸缩可以忽略不计的细线下挂一个密度较大的金属小球构成单摆。
通常，如果线很细，伸缩和质量可忽略，球直径比线长短的多，这样的装置就叫做单摆。
单摆的运动特征是来回往复运动，一定有一个回复力，那么单摆的回复力是什么力提供？回复力有何特征呢？ （板书：二、单摆的回复力）
边演示多媒体课件，边分析单摆的回复力得出：（板书）θsin mg F ＝回 （板书）小角度摆动时：
ι
ιθθθx s tg ≈≈≈弧度）＝(sin
所以单摆在较小偏角摆动时：
x mg
F ι
＝－
回，对照简谐运动的回复力
特征得：
（板书：三、单摆在较小偏角摆动时是简谐运动）
关于单摆在小角度摆动是简谐运动，还可以从单摆振动图像中得到证实。
（演示多媒体课件：砂摆动运动描绘振动图像）
既然单摆是简谐运动，那么它应该有简谐运动的特征量：周期T ，频率f ，振幅A 等。
我们研究一下单摆的周期 （板书：四、单摆的周期）
（演示多媒体课件比较研究单摆周期与振幅A 、质量m 、摆长L 、重力加速度g 的关系。
）
首先定性研究一下单摆的周期与哪些因素有关。
测量摆长约为1m 的单摆，在两个不同振幅下的周期。
怎样测才能误差小呢？
答：测多次，而后取其平均值。
为了节省时间，我只测10个全振动时间 保证小角度情况下，改变幅度，读表从平衡位置计时。
结果：单摆周期与振幅无关。
⑴单摆周期与振幅无关（单摆的等时性）
下面我们再做实验看周期T 与摆球质量之间系。
如图,m 1<m 2
⑵单摆周期与摆球质量无关。
周期与摆长有没有关系呢？取两不同摆长单摆，分别让它们作简谐运动，让学生测周期。
⑶周期T 与摆长有关，且摆长越长，周期越长。
总结：T 与m 、A 无关，与L 有关，那么摆长与周期有什么样关系呢？
（板书：①单摆的周期与振幅A 无关；②单摆周期与质量m
无关；③
m 1
m 2
1
m 1
单摆的周期随摆长的增大而增大；④单摆的周期随重力加速度g 的增大而减小）
定量实验研究单摆的周期（演示多媒体课件：实验测单摆周期） 荷兰物理学家惠更斯总结出单摆周期公式 （板书：五、单摆周期公式：g
T ι
π2=）
①．式中：T —振动的周期（秒） g —重力加速度（米/秒2
） l —摆长（米）（悬点到重心距离） ②．只适用于偏角很小的情况
最早发现单摆等时性是伽利略，他每次去教堂总看到吊着的油灯在那儿不停摆动，而摆动的时间总相等，论幅度如何。
希望大家在日常生活中也要注意观察，培养自己的观察能力和分析能力。
单摆有很多应用。
（板书、六、单摆周期公式的应用：）
①单摆的等时性用来计时－摆钟
可以调节摆长从而调节周期，计时很方便；由于单摆的周期T 、摆长l 很容易测定，可以间接
（板书：②测当地的重力加速度g ）。
利用单摆测定重力加速度 [P3 .]实验目的]
利用单摆测定当地的重力加速度。
[实验原理]
单摆在摆角小于5°时的振动是简谐运动，其固有周期为g
l
T π
2=，由此可得224T
l
g π=。
据此，只要测出摆长l 和周期T ，即可计算出当地的重力加速度值。
[实验器材]
铁架台（带铁夹），中心有孔的金属小球，约1m 长的细线，米尺，游标卡尺（选用），秒表。
[P4 .] [实验步骤]
1．在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆。
2．将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。
3．测量单摆的摆长l ：用米尺测出悬点到球心间的距离；或用游标卡尺测出摆球直径2r ，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l'，则摆长l=l'+r 。
4．把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于5°），使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T 。
5．将测出的摆长l 和周期T 代入公式224T
l
g π=求出重力加速度g 的值。
6．变更摆长重做两次，并求出三次所得的g 的平均值。
[P5 .] [注意事项]
1．选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1m 左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm 。
2．单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。
3．注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°，可通过估算振幅的办法掌握。
4．摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。
5．计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低位置时，进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数。