2.4-1单摆— 2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修第一册课件

第二章 第4节　单摆 第1课时 问题导入 生活中经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内往复运动。将一小球用细绳悬挂起来，把小球拉离最低点释放后，小球就会来回摆动。小球的摆动是否为简谐运动呢？ 知识梳理 一、单摆模型 1．理想化模型 如果细线的长度不可改变，细线的质量与小球相比可以忽略，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫作单摆。单摆是实际摆的理想化模型。 二、单摆的受力及运动特点 1．单摆的回复力：如图所示，摆球的重力沿切线方向的分力，即F＝mgsin θ，在平衡位置O点时，F＝0。   3．单摆的圆周运动：摆球以悬挂点为圆心在竖直平面内沿圆弧做变速圆周运动，向心力由绳子的拉力与重力径向分力的合力提供，即F＝FT－mgcosθ，在平衡位置O点时，F＝FT－mg。 二、单摆的周期 1．影响单摆周期的因素 (1)单摆的周期与摆球质量、振幅无关． (2)单摆的周期与摆长有关，摆长越长，周期越大． 2．周期荷兰物理学家惠更斯确定了计算单摆周期的公式： 3．秒摆：周期为2 s的单摆，叫做秒摆。   1．单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。(　×　) 2．单摆的回复力是重力的分力。(　√　) 3．单摆的周期与摆球的质量无关。(　√　) 4．单摆的振幅越小，周期越小。(　×　) 判一判 重点突破 [例1]下图中的各种摆的模型，哪种或哪些是单摆？ 任务一：单摆模型 答案：第四种摆是单摆 [变式训练1] (多选)单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是(　　) A．摆线质量不计 B．摆线长度不伸缩 C．摆球的直径比摆线长度短得多 D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动 答案： AＢＣ [例2] (多选)关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是(　　) A．摆球受重力、摆线的张力作用 B．摆球的回复力最大时，向心力为零 C．摆球的回复力为零时，向心力最大 D．摆球的回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大 E．摆球的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向 任务二：单摆的回复力 答案： ABC [变式训练2] (多选)下列关于单摆的说法，正确的是(　　) A．单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处的位移为A(A为振幅)，从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为零 B．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合力 C．单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧