1.单摆模型
如果悬挂物体的绳子的伸缩和质量可以忽略不计,绳长比物体的尺寸大很多,物体可以看作质点,这样的装置可以看作单摆,单摆是实际摆的理想模型.
2.单摆的运动
若单摆的摆角小于5°,单摆的摆动可看成简谐运动.
3.单摆的回复力
重力mg沿圆弧切线方向的分力F为单摆摆球的回复力.
4.单摆的固有周期
(1)特点:单摆的简谐运动周期与装置的固有因素有关,和外界条件无关,故称固有周期.
(2)公式:T=2π,式中L为单摆的摆长,g为重力加速度.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)单摆模型中对细线的要求是细线的伸缩可忽略,质量可忽略. (√)
(2)单摆模型中对小球的要求是密度较大,其直径与线的长度相比可忽略. (√)
(3)摆球质量越大,周期越长. (×)
(4)摆动幅度越大,周期越长. (×)
2.关于单摆的运动,下列说法正确的是( )
A.单摆摆球运动的回复力是摆线张力和重力的合力
B.单摆摆球经过轨迹上的同一点速度是相同的
C.单摆摆球经过轨迹上的同一点加速度是相同的
D.单摆摆球经过平衡位置时受力是平衡的
C [摆球运动的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供,故A错;根据简谐运动的对称性可知摆球经过轨迹上的同一点时速度大小相等,方向可能相同,也可能不同,加速度的大小、方向都相同,故B错,C对;摆球经过平衡位置时,回复力为零,合外力不为零,受力并不平衡,故D错.]
3.如图所示是一个单摆(θ<5°),其周期为T,则下列说法正确的是( )
A.把摆球的质量增加一倍,其周期变小
B.摆球的振幅变小时,周期也变小
C.此摆由O→B运动的时间为
D.摆球B→O时,动能向势能转化
C [单摆的周期与摆球的质量无关,A错误;单摆的周期与振幅无关,B错误;此摆由O→B运动的时间为,C正确;摆球B→O时,势能转化为动能,D错误.]