且我们还可以根据这个周期公式测某地的重力加速度,由公式可知只要测出单摆的摆长、周期,就可以得到单摆所在地的重力加速度。
提问:由以上演示实验和周期公式,我们可知道周期与哪些因素有关,与哪些因素无关?
答:周期与摆长和重力加速度有关,而与振幅和质量无关。
单摆周期的这种与振幅无关的性质,叫做等时性。单摆的等时性是由伽利略首先发现的。(此处可以讲一下伽利略发现单摆等时性的小故事。)钟摆的摆动就具有这种性质,摆钟也是根据这个原理制成的,据说这种等时性最早是由伽利略从教堂的灯的摆动发现的。如果条件改变了,比如说(拿出摆钟展示)这个钟走得慢了,那么就要把摆长调整一下,应缩短L,使T减小;如果这个钟在北京走得好好的,带到广州去会怎么样?由于广州g小于北京的g值,所以T变大,钟也会走慢;同样,把钟带到月球上钟也会变慢。
4.课堂练习(见投影片)
[题目]甲乙两个单摆,甲的摆长是乙摆长的4倍,乙摆球质量是甲球质量的2倍。在甲振动5次的时间内,乙摆球振动____次。
分析:此题考查的是周期的影响因素。已知摆长和质量比例关系,但由周期公式和前面所做演示实验可知,周期与质量无关,甲的摆长是乙的摆长的4倍,那么甲的周期就是乙的周期的2倍,频率是1/2,所以甲振动5次,同时乙振动10次。
(三)课堂小结
本节课主要讲了单摆振动的规律,只有在小角度时单摆振动才能近
式测某地的重力加速度,由公式可知只要测出单摆的摆长、周期,就可以得到单摆所在地的重力加速度。
简谐运动的教案示例
(之一)
一、教学目标
1.在物理知识方面要求:
(1)了解什么是机械振动;
(2)掌握简谐运动回复力的特征;
(3)掌握在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的规律(定性)。
2.通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力;通过相关物理量变化规律的学习,培养分析、推理能力。
3.渗透物理学方法的教育,运用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型--弹簧振子,研究弹簧振子在理想条件下的振动。
二、重点、难点分析
1.重点是使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。
2.偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆,这是难点。在一次全振动中速度的变化(大小、方向)较复杂,比较困难。
三、教具
1.演示机械振动
钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球。气垫弹簧振子、微型气源。