2.4.2单摆 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

单摆 第二节 典例：如图（甲）所示，小球在内壁光滑的固定半圆形轨道最低点附近做小角度振动，其振动图象如图（乙）所示，以下说法正确的是（ ） A．t1时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最小 B．t2时刻小球速度最大，轨道对它的支持力最小 C．t3时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大 D．t4时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大 A 典例：摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时（取t=0），当振动至时，摆球恰具有负向最大速度，则单摆的振动图像是（　　） C 对摆长的理解 ①实际的单摆摆球不可能是质点，所以摆长应是从悬点到摆球重心的长度，即l＝L＋d/2，L为摆线长，d为摆球直径。 ②等效摆长。 图(a)中甲、乙在垂直纸面方向摆动起来效果是相同的，所以甲摆的摆长为l·sina，这就是等效摆长，其周期 图(b)中，乙在垂直纸面方向摆动时，与甲摆等效；乙在纸面内小角度摆动时，与丙等效。 典例：（2022·湖南·高二期末）如图所示，用两不可伸长的轻绳悬挂一个小球，两绳长度均为L、两绳之间的夹角已知，小球的半径为r，当小球垂直于纸面做简谐运动时，其周期为（　 　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】单摆的周期公式为 ，公式中的l指质点到悬点（等效悬点）的距离，此题中单摆的摆长为 ，带入公式可得 ，故ABC错误，D正确。 D 典例：（2021·山东·临沂市兰山区教学研究室高二期中）如图所示，摆长为L的单摆，周期为T。如果在悬点O的正下方B点固定一个光滑的钉子，OB的长度为OA长度的，使摆球A通过最低点向左摆动，碰到钉子后成为一个新的单摆，则下列说法正确的是（　　） A．摆球A通过最低点向左摆动时绳子拉力不变 B．摆球A通过最低点向左摆动时绳子拉力变小 C．单摆在整个振动过程中的周期将变大为原来的 D．单摆在整个振动过程中的周期将变小为原来的 D 典例：（多选）如图，长为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球（小球可视为质.点）在O点正下方距O点处的P点固定一小钉子，现将小球拉至A点，使细线与竖直方向间夹角为θ（θ很小），然后由静止释放小球，小球运动的最低点为B，点C（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置.A、B、P、O在同一竖直平面内，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的有( ) AD 典例：在一单摆装置中，摆动物体是个装满水的空心小球，球的正下方有一小孔，当摆开始以小角度摆动时，让水从球中连续流出，直到流完为止，由此摆球的周期将（　　） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 C 对于不规则的摆动物体或复合物体，单摆的摆长是指摆动圆弧的圆心到摆动物体重心的距离。（做笔记！） 典例：惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟．如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙所示为摆的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动．在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了，下列说法正确的是（　　） A．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动 B．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动 C．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动 D．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动 C 特别注意：若在摆动过程中某外力始终沿摆线方向，则该外力不影响单摆的回复力与等效重力加速度。（特殊情况） T＝2π中，g与单摆的受力情况、运动状态和所在的空间位置有关，并不是定值，属于单摆的等效重力加速度。 一般情况下，等效重力加速度等于摆球在平衡位置相对系统静止时，摆线的拉力与摆球质量的比值。（做笔记！） 单摆的等效重力加速度 典例：将一个摆长为l的单摆放在一个光滑的、倾角为α的斜面上，其摆角为θ，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．摆球做简谐运动的回复力为F＝mgsinθsinα B．摆球做简谐运动的回复力为F＝mgsinθ C．摆球经过平衡位置时合力为零 D．摆球在运动过程中，经过平衡位置时，线的拉力为F′＝mgsinα A 典例：一个单摆挂在电梯内，发现单摆的周期增大为原来的2倍，可见电梯在做加速度运动，加速度a为(       ) A．方向向上，大小为 B．方向向上，大小为 C．方向向下，大小为 D．方向向下，大小为 D 典例：如图所示，几个摆长相同的单摆，它们在不同条件下的周期分别为T1、T2、T3、T4，关于周期大小关系的判断，正确的是（　 　） D 制作人：