实验：单摆的长度如何影响单摆ppt课件
合集下载
《单摆及单摆实验》课件
单摆的基本概念
单摆的定义：单摆是一种理想化的物理模型，由一根固定在一端的轻杆或细线，另一端 悬挂质量块组成。
单摆的原理：当质量块在平衡位置附近摆动时，其运动可近似为简谐运动，其周期与摆 长有关，摆长越长，周期越大。
单摆的分类：根据摆线的不同，可分为自由摆和固定摆；根据摆动方式的不同，可分为 垂直摆和水平摆。
《单摆及单摆 实验》PPT课 件
PPT,a click to unlimited possibilities
汇报人：PPT
目录 /目录
01
点击此处添加 目录标题
04
实验方法和步 骤
02
单摆的定义和 原理
05
实验结果的应 用和推广
03
单摆实验的目 的和意义
06பைடு நூலகம்
结论和建议
01 添加章节标题
02
单摆的定义和原 理
准备实验器材：包括单摆实 验架、摆线、摆球等。
安装摆线：将摆线固定在实 验架上，确保摆线悬挂在支 架上并保持竖直。
悬挂摆球：将摆球悬挂在摆 线上，确保摆球与摆线连接 牢固。
开始实验：释放摆球，使其 开始摆动，并使用秒表记录 摆动的周期。
改变摆长：通过改变摆线长 度，重复实验步骤4，记录 不同摆长下的摆动周期。
实验意义
验证单摆的周期公式 探究摆长、摆角等因素对单摆周期的影响 掌握单摆实验的基本方法和技巧 培养实验能力和观察能力，提高科学素养
实验背景
● 实验目的：探究单摆的周期与摆长、摆角、重力加速度等因素的关系 ● 实验意义：验证单摆周期公式，探究摆长、摆角、重力加速度等因素对单摆周期的影响，
数据图表展示： 将实验数据以图 表形式展示，便 于观察和分析
实验：探究单摆的摆长和周期的关系 (2).pptx
示.通过改变悬线长度 L，测出对应的摆动周期 T，获得多组 T 与 L，再以 T2 为纵轴、L 为横
轴画出函数关系图象如图(b)所示.由图象可知，摆球的半径 r＝
m，当地重力加速度
g＝
m/s2 ； 由 此 种 方 法 得 到 的 重 力 加 速 度 值 与 实 际 的 重 力 加 速 度 值 相 比 会
次全
t
振动所用时间，这个时间就是单摆的振动周期，即 T＝N(N 为全振动的次数)，反复测 3 次，
再算出周期的平均值 T ＝T1＋T32＋T3.
1
学海无 涯
l
4π2l
(5)根据单摆周期公式 T＝2π g，计算当地的重力加速度 g＝ T2 .
(6)改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均值，该平均
g (2)图象法：由单摆周期公式不难推出：l＝4π2T2，因此，分别测出一系列摆长 l 对应的周期 T， 作 l－T2 的图象，图象应是一条通过原点的直线，如图 2 所示，求出图线的斜率 k＝ ΔΔTl 2，即 可利用 g＝4π2k 求重力加速度.
图2
2
Hale Waihona Puke 学海无涯3.误差分析 (1)系统误差的主要来源：悬点不固定，球、线不符合要求，振动是圆锥摆而不是在同一竖 直 平面内的振动等. (2)偶然误差主要来自时间的测量，因此，要从摆球通过平衡位置时开始计时，不能多计或 漏 计全振动次数.
4
学海无涯
D.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大
(2)如图 6 所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约 1 m 的单摆.实验时，由于仅有量程为
20 cm、精度为 1 mm 的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端 处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期 T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆
《单摆公开课》课件
摆球质量的影响
摆球的质量对摆动速度产生影 响，这是一个值得探究的问题期性振动在制造定时器 和钟表方面具有很大的应用。
摆镜
摆镜利用单摆的特性可以帮助我 们进行精确的测距工作。
天文测量等
单摆的稳定周期使其成为天文测 量等领域中重要的工具。
总结
单摆的定义和特点
单摆的运动规律
1
单摆运动的数学描述
通过引入简谐运动的概念，可以用正弦
单摆运动的运动规律
2
函数和余弦函数来描述单摆的运动。
单摆的周期公式、频率公式以及运动方 程，揭示了单摆运动的规律。
单摆的影响因素
摆长的影响
摆长与周期、频率的关系密切， 我们将深入探讨其影响。
弧度的影响
弧度与周期、频率之间存在着 一定的关联，我们将一同研究 其影响。
《单摆公开课》PPT课件
在本课程中，我们将一起探索单摆的奥秘。通过这个公开课PPT课件，我将向 您展示单摆的定义、运动规律以及它在实际生活中的应用。
介绍单摆
定义
单摆由一条质量不计的细线 和一质点组成，是一种常见 的物理摆。
特征
单摆具有周期性振动，其周 期与摆长有关，而与质量和 振幅无关。
应用
单摆可用于物理实验、钟摆 钟等领域。
单摆由细线和质点组成，具 有周期性振动的特点。
单摆的运动规律和影响 因素
我们深入研究了单摆的运动 规律以及摆长、弧度、质量 等因素对其影响。
单摆在实际生活中的应 用
单摆在定时器制造、摆镜和 天文测量等领域有广泛的应 用。
《单摆及单摆实验》课件
《单摆及单摆实验》课件一、教学内容本节课我们将探讨《物理学》第十一章《振动与波》中的第三节“单摆及单摆实验”。
具体内容包括：单摆的定义、摆动周期与摆长的关系，以及单摆实验的步骤和注意事项。
二、教学目标1. 理解单摆的定义，掌握摆动周期与摆长的关系。
2. 学会进行单摆实验，并能够分析实验数据，得出结论。
3. 培养学生的实验操作能力、观察能力以及团队协作能力。
三、教学难点与重点重点：单摆的摆动周期与摆长之间的关系。
难点：如何准确地进行单摆实验，以及如何处理实验数据。
四、教具与学具准备1. 教具：单摆演示仪、米尺、秒表、粉笔。
2. 学具：每组一个单摆装置、米尺、秒表、铅笔、记录纸。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用单摆演示仪，展示不同摆长下单摆的摆动情况，引导学生观察摆动周期与摆长的关系。
2. 理论知识讲解（15分钟）介绍单摆的定义，摆动周期与摆长的关系，引导学生理解物理原理。
3. 例题讲解（10分钟）出示例题，讲解如何计算单摆的摆动周期，以及如何根据摆动周期求解摆长。
4. 随堂练习（10分钟）学生独立完成练习题，巩固所学知识。
5. 单摆实验（30分钟）学生分组进行实验，记录不同摆长下单摆的摆动周期，教师巡回指导。
6. 数据分析（15分钟）学生根据实验数据，计算摆动周期与摆长的关系，得出结论。
六、板书设计1. 单摆的定义2. 摆动周期与摆长的关系3. 单摆实验步骤及注意事项4. 例题解析5. 作业布置七、作业设计1. 作业题目：（1）计算题：给定一个单摆的摆长，求其摆动周期。
（2）实验题：根据实验数据，分析摆动周期与摆长的关系。
答案：（1）摆动周期T = 2π√(L/g)，其中 L 为摆长，g 为重力加速度。
（2）根据实验数据，摆动周期 T 与摆长 L 成正比。
2. 作业要求：完成作业后，进行自我检查，确保计算准确，实验数据合理。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：引导学生思考如何运用单摆实验测量重力加速度，以及如何改进实验方法提高实验精度。
《单摆及单摆实验》课件
未来对于单摆的研究可以进一步探索更复杂的振动系统和非线性效应，以及在极端 条件下的单摆行为。
随着虚拟现实和模拟软件的普及，未来可以通过计算机模拟来研究单摆的行为和性 能，为实验研究和应用提供更准确的预测和设计依据。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
单摆的原理
总结词
单摆的原理基于牛顿第二定律和角动量守恒定律。当摆锤受到外力作用时，它会沿着力 的方向加速或减速，同时由于细线的约束，它也会在垂直方向上产生位移，形成摆动。
详细描述
根据牛顿第二定律，当摆锤受到外力作用时，它会沿着力的方向加速或减速。由于细线 的约束，摆锤在垂直方向上产生位移，形成摆动。同时，根据角动量守恒定律，摆锤的 角动量等于质量乘以速度再乘以半径。在无外力矩作用的情况下，摆锤的角动量保持不
04 单摆的实验结果分析
数据记录
Hale Waihona Puke 实验数据记录单摆摆动周期、摆长、摆角 等数据。
实验图像
记录单摆摆动轨迹、振动图像等 。
结果分析
数据分析
对实验数据进行处理和分析，提取关 键信息。
规律总结
根据数据分析结果，总结单摆摆动周 期与摆长、摆角等参数的关系。
误差分析
误差来源
分析实验过程中可能产生的误差来源，如测量工具误差、操作误差等。
03 单摆的特性
单摆的周期
总结词
单摆的周期是指摆球完成一个来回摆动所需的时间，它与摆长、地球的重力加 速度有关。
详细描述
单摆的周期是摆球在平衡位置附近来回摆动所需的时间。它受到摆长和地球重 力加速度的影响。摆长越长，周期越长；重力加速度越大，周期越短。
单摆的幅度
总结词
单摆的幅度是指摆球偏离平衡位置的 最大角度，它与摆长、摆角等因素有 关。
随着虚拟现实和模拟软件的普及，未来可以通过计算机模拟来研究单摆的行为和性 能，为实验研究和应用提供更准确的预测和设计依据。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
单摆的原理
总结词
单摆的原理基于牛顿第二定律和角动量守恒定律。当摆锤受到外力作用时，它会沿着力 的方向加速或减速，同时由于细线的约束，它也会在垂直方向上产生位移，形成摆动。
详细描述
根据牛顿第二定律，当摆锤受到外力作用时，它会沿着力的方向加速或减速。由于细线 的约束，摆锤在垂直方向上产生位移，形成摆动。同时，根据角动量守恒定律，摆锤的 角动量等于质量乘以速度再乘以半径。在无外力矩作用的情况下，摆锤的角动量保持不
04 单摆的实验结果分析
数据记录
Hale Waihona Puke 实验数据记录单摆摆动周期、摆长、摆角 等数据。
实验图像
记录单摆摆动轨迹、振动图像等 。
结果分析
数据分析
对实验数据进行处理和分析，提取关 键信息。
规律总结
根据数据分析结果，总结单摆摆动周 期与摆长、摆角等参数的关系。
误差分析
误差来源
分析实验过程中可能产生的误差来源，如测量工具误差、操作误差等。
03 单摆的特性
单摆的周期
总结词
单摆的周期是指摆球完成一个来回摆动所需的时间，它与摆长、地球的重力加 速度有关。
详细描述
单摆的周期是摆球在平衡位置附近来回摆动所需的时间。它受到摆长和地球重 力加速度的影响。摆长越长，周期越长；重力加速度越大，周期越短。
单摆的幅度
总结词
单摆的幅度是指摆球偏离平衡位置的 最大角度，它与摆长、摆角等因素有 关。
小球单摆ppt课件
单摆的运动是简谐振动的一种，其周期T和振幅A是描述单摆 运动的重要参数。
单摆的物理模型
01
单摆的物理模型可以简化为一个 线性弹簧振荡器，其中弹簧的劲 度系数为重力加速度g。
02
在平衡位置附近，单摆的运动可 以用线性弹簧振荡器的运动方程 来描述。
单摆的分类
根据小球的质量分布，单摆可以分为 均质球单摆和非均质球单摆。
振动控制
在航天工程和机械工程中，单摆被用于监测和控制结构的振动。通过引入反馈机 制，可以调整单摆的振动幅度和频率，实现结构的稳定性和安全性。
2023
PART 04
单摆的实验
REPORTING
实验目的和实验原理
实验目的
通过小球单摆实验，观察单摆的周期性 运动，验证单摆的周期公式，并了解影 响单摆周期的因素。
2023
小球单摆ppt课件
REPORTING
2023
目录
• 单摆简介 • 单摆的原理 • 单摆的应用 • 单摆的实验 • 单摆的扩展知识
2023
PART 01
单摆简介
REPORTING
单摆的定义
单摆是指一个质量为m的小球，通过一个长度为l的不可伸长 的轻线，在不受其他外力的影响下，仅靠自身重力沿一个小 的角度θ摆动的运动。
VS
实验原理
单摆是一种简单的振动系统，由一根悬挂 的细线和下面的小球组成。当小球受到一 个初始扰动时，它会围绕悬挂点做周期性 的摆动。单摆的周期公式为 T = 2π√(L/g)，其中 T 是单摆的周期，L 是 悬挂点到小球中心的距离，g 是重力加速 度。
实验设备和实验步骤
• 实验设备：一根细线、一个小球、一个支架、一把尺子、 一个计时器。
实验设备和实验步骤
单摆的物理模型
01
单摆的物理模型可以简化为一个 线性弹簧振荡器，其中弹簧的劲 度系数为重力加速度g。
02
在平衡位置附近，单摆的运动可 以用线性弹簧振荡器的运动方程 来描述。
单摆的分类
根据小球的质量分布，单摆可以分为 均质球单摆和非均质球单摆。
振动控制
在航天工程和机械工程中，单摆被用于监测和控制结构的振动。通过引入反馈机 制，可以调整单摆的振动幅度和频率，实现结构的稳定性和安全性。
2023
PART 04
单摆的实验
REPORTING
实验目的和实验原理
实验目的
通过小球单摆实验，观察单摆的周期性 运动，验证单摆的周期公式，并了解影 响单摆周期的因素。
2023
小球单摆ppt课件
REPORTING
2023
目录
• 单摆简介 • 单摆的原理 • 单摆的应用 • 单摆的实验 • 单摆的扩展知识
2023
PART 01
单摆简介
REPORTING
单摆的定义
单摆是指一个质量为m的小球，通过一个长度为l的不可伸长 的轻线，在不受其他外力的影响下，仅靠自身重力沿一个小 的角度θ摆动的运动。
VS
实验原理
单摆是一种简单的振动系统，由一根悬挂 的细线和下面的小球组成。当小球受到一 个初始扰动时，它会围绕悬挂点做周期性 的摆动。单摆的周期公式为 T = 2π√(L/g)，其中 T 是单摆的周期，L 是 悬挂点到小球中心的距离，g 是重力加速 度。
实验设备和实验步骤
• 实验设备：一根细线、一个小球、一个支架、一把尺子、 一个计时器。
实验设备和实验步骤
单摆高中物理ppt.ppt
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
动的时间，算出周期
d l l1 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 尝试：T∝l T∝ l 2
现象与结论 两摆不同步摆动，说明周期与摆长有关， 摆长越长，周期越大
三、单摆振动的周期
1、实验结论： （1）单摆振动的周期与摆球质量无关，当摆角θ<5°时， 单摆振动的周期与振幅无关（单摆的等时性）
（2）单摆振动的周期与摆长有关，摆长越长，周期越大
探究单摆周期与摆长的定量关系
实验步骤 1、如图制作单摆：细线上端固定在铁架台上，下端系一个小球 2、记下摆长=细线长度（刻度尺）+小球半径（游标卡尺测直径） 3、将小球拉至某高度（摆角＜15°），使其在竖直平面内摆动 4、测量周期T： 以最低点为计时开始测量单摆做30-50次全振
控制变量法研究单摆的振幅质量摆长对周期的影响实验一将摆长相同质量相同摆球拉到不同高度自由释放观察两摆的摆动情况现象与结论实验二将摆长相同质量不同摆球拉到同一高度自由释放观察两摆的摆动情况现象与结论实验三将摆长不同质量相同摆球拉到同一高度自由释放观察两摆的摆动情况现象与结论两摆同步摆动说明周期与振幅无关两摆同步摆动说明周期与质量无关两摆不同步摆动说明周期与摆长有关摆长越长周期越大三单摆振动的周期1实验结论
2.4单摆PPT(课件)-人教版高中物理选择性必修第一册
实知验识研 点究：单单摆摆实的的回振验复幅力、表质量、明摆长：对周单期各有摆什么的影响振？ 动周期与摆球的质量无关；在振幅较小时
沿切线方向指向平衡位置的力是回复力，故B错。
这知样识做 点的目单的摆是，的__回__与复__（力填振字母幅代号无）。 关；但是与摆长有关，摆长越长，周期越长。
知识点 单摆的回复力 沿着与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张白纸，喷到白纸上的墨迹便画出振动图象。
新知探究
知识点 2 单摆的周期
（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺 从悬点量到摆球的最低端的长度l＝0.999 0 m，再用游标卡尺 测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为______ mm， 单摆摆长为______ m。
新知探究
知识点 2 单摆的周期
（3）下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测 量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为 30次全振动的图象，已知sin 5°＝0.087，sin 15°＝0.26，这四 种操作过程合乎实验要求且误差最小的是______（填字母代号）。
新知探究
知识点 2 单摆的周期
新知探究
知识点 2 单摆的周期
【自主解答】 (1)当单摆做简谐运动时，其周期公 式 T＝2π gl ，由此可知 g＝4Tπ22l，只要求出 T 值代 入即可． 因为 T＝nt ＝6300.8 s≈2.027 s， 所以 g＝4Tπ22l＝4×32.1.0422×72 1.02m/s2≈9.79 m/s2.
课堂训练
答案：BC 解析：首先发现单摆等时性的是伽利略，首先将单摆 的等时性用于计时的是惠更斯。
课堂训练
2．下列情况下会使单摆的周期变大的是（ ） A．将摆的振幅减为原来的一半 B．将摆从高山上移到平地上 C．将摆从北极移到赤道 D．用一个装满沙子的漏斗（漏斗质量很小）和一根较长的细线 做成一个单摆，摆动中沙慢慢从漏斗中漏出
沿切线方向指向平衡位置的力是回复力，故B错。
这知样识做 点的目单的摆是，的__回__与复__（力填振字母幅代号无）。 关；但是与摆长有关，摆长越长，周期越长。
知识点 单摆的回复力 沿着与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张白纸，喷到白纸上的墨迹便画出振动图象。
新知探究
知识点 2 单摆的周期
（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺 从悬点量到摆球的最低端的长度l＝0.999 0 m，再用游标卡尺 测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为______ mm， 单摆摆长为______ m。
新知探究
知识点 2 单摆的周期
（3）下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测 量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为 30次全振动的图象，已知sin 5°＝0.087，sin 15°＝0.26，这四 种操作过程合乎实验要求且误差最小的是______（填字母代号）。
新知探究
知识点 2 单摆的周期
新知探究
知识点 2 单摆的周期
【自主解答】 (1)当单摆做简谐运动时，其周期公 式 T＝2π gl ，由此可知 g＝4Tπ22l，只要求出 T 值代 入即可． 因为 T＝nt ＝6300.8 s≈2.027 s， 所以 g＝4Tπ22l＝4×32.1.0422×72 1.02m/s2≈9.79 m/s2.
课堂训练
答案：BC 解析：首先发现单摆等时性的是伽利略，首先将单摆 的等时性用于计时的是惠更斯。
课堂训练
2．下列情况下会使单摆的周期变大的是（ ） A．将摆的振幅减为原来的一半 B．将摆从高山上移到平地上 C．将摆从北极移到赤道 D．用一个装满沙子的漏斗（漏斗质量很小）和一根较长的细线 做成一个单摆，摆动中沙慢慢从漏斗中漏出
- 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)。
7
六、数据
1、数据分析：
80
摆长长度 对单摆速度的影响
摆长长度 （cm）
20s内摆动的次数
24
23
25
24
90
19
18
20
19
100
15
Байду номын сангаас14
16
15
110
11
12
13
8
12
七.结论
、得出结论：摆长越长，速度越慢
g=
9
实验：单摆的长度如何影响单 摆的速度？
班 级：初教六班 姓 名：李正冬（29号）
鲜珊珊(21号） 苟爽（24号） 巴桑次仁（44）
1
一、课题
单摆的长度是如何影响单摆的速度的？
2
二、材料
1、米尺（量程：2m，分度值：1mm） 2、细线 3、中心有孔的金属小球 4、计时表
3
三、假设
1、摆长越长，速度越慢 2、摆长越长，速度越快 3、摆长和速度没有关系
5
五、过程
1. 用米尺分别取三个长度不同的摆线 （80,90,100,110)用米尺测长度时，应注意 使米尺和被测摆线平行，并尽量靠近，读 数时视线要和尺的方向垂直以避免由于视 差产生的误差
2.分别测其20s内摆动的次数 3.用表格记录数据 4.观察其规律得出结论
6
80厘米
实验
90厘米
100厘米
4
四、注意事项
1. 使用停表前先上紧发条，但不要过紧， 以免损坏发条。
2. 按表时不要用力过猛，以防损坏机件。 3. 回表后，如秒表不指零，应记下其数值
(零点读数)，实验后从测量值中将其减去 (注意符号)。 4.摆线尽量选择细些，伸缩性小的。并且要
尽可能长些。摆球要选择质量大，体积小 的