第2章 第3节 单摆-（课件）2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册【南方凤凰台·5A新学案】粤教版

第二章　机械振动 第三节　单摆 第1页 第二章　机械振动 5A新学案 物理 · 选择性必修第一册 YJ 必备知识·记忆理解 物体 细线 长度 忽略 忽略 忽略不计 小于 摆球质量 振幅 摆长 摆长 周期 振幅 分力 简谐 C D D 关键能力·分析应用 AC C B 甲 99.93 9.86 B B A A Thank you for watching 第1页 第二章　机械振动 5A新学案 物理 · 选择性必修第一册 YJ 核心 目标 1.知道单摆是一种理想化模型，理解单摆模型的条件，能将实际问题中的对象和过程转化为单摆模型． 2.能判定单摆小角度摆动时的运动特点是简谐运动，能通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系． 3.知道单摆的周期与摆长、重力加速度的关系．能运用其解决相关问题. 要点笔记 要点1　单摆及单摆的回复力 1. 概念：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． 2. 组成：_________和_________. 3. 单摆是一种理想模型，实际摆可视为单摆的条件 (1) 细线形变要求：细线的_________不可改变． (2) 细线质量要求：细线的质量与物体相比可以_________. (3) 细线长度要求：物体的大小与线的长度相比也可以_________. (4) 受力要求：与物体受到的重力及线的拉力相比，空气对它的阻力可以_________. (5) 摆角要求：单摆在摆动过程中要求摆角_________(填“大于”“小于”或“等于”)5°. 4. 单摆的运动是往复运动，若单摆的摆角小于5°，单摆的摆动可近似看成简谐运动． 要点2　单摆的周期 1. 影响单摆周期的因素 (1) 单摆的周期与____________、_________无关． (2) 单摆的周期与_________有关，_________越长，_________越大． 2. 周期公式 (1) 公式：T＝___________. (2) 单摆的等时性：单摆的周期与_________无关的性质． 2πeq \r(\f(l,g)) 要点3　单摆的回复力 1. 单摆的回复力 (1) 回复力的来源：摆球的重力沿圆弧切线方向的_________. (2) 回复力的特点：在偏角很小时，单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总指向平衡位置，即F＝－eq \f(mg,l)x. (3) 运动规律：单摆在偏角很小时做_________运动． 基础内化 1. 如图所示的各类实物摆中，可看作单摆的是( ) 解析：单摆是理想化的物理模型，单摆由摆线和摆球组成．理想化的单摆是指摆线质量不计，摆线长度不伸缩，摆球只计质量不计大小，要求摆球的直径比摆线长度要短的多，摆球应选择体积小密度大的小球．A摆线为细钢丝，质量不能忽略，且摆球为泡沫塑料球，摆球质量太小，不可看作单摆；B摆球为气球，体积大质量小，不可看作单摆；C 摆线为细线，摆球为小铁球，可以看作单摆；D摆线太短，均匀柱体不可看作摆球，不可看作单摆．故选C. 2. 图中O点为单摆的固定悬点，现将摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动中的最低位置，则在摆动过程中( ) A. 摆球在A点和C点处，速度为零，合力也为零 B. 摆球在A点和C点处，速度为零，回复力也为零 C. 摆球在B点处，速度最大，回复力也最大 D. 摆球在B点处，速度最大，细线拉力也最大 解析：摆球在摆动过程中，最高点A、C处速度为零，回复力最大，合力不为零；在最低点B处，速度最大，回复力为零，细线的拉力最大，D正确． 3. (2022·曲阜高二检测)发生下述哪一种情况时，单摆周期会增大( ) A. 增大摆球质量 B. 缩短摆长 C. 减小单摆振幅 D. 将单摆由山下移至山顶 解析：根据单摆周期公式T＝2π eq \r(\f(l,g))，周期与摆球质量和振幅无关，A、C错误；缩短摆长，周期变小，B错误；由山下移至山顶，g减小，T增大，D正确. 分类悟法 考向1　单摆的回复力 1. 如图所示，G2＝Gcos θ，(F－G2)提供摆球以悬挂点为圆心在竖直平面内做变速圆周运动的 向心力　.F－mgcos θ＝eq \f(mv2,l).G1＝Gsin θ提供摆球以O为中心做往复运动的 回复力　.在θ很小 (小于5°) 时，因为sin θ≈eq \f(x,l)，G1＝Gsin θ＝eq \f(mg,l)x，G1方向与摆球位移方向相反，所以有回复力F回＝G1＝ －eq \f(mg,l)x　＝－kx.因此，在摆角θ很小时，单摆做简谐运动，其振动图像遵循正弦函数