第二章 4 单摆-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册作业与测评课件PPT（人教版2019）

第二章 机械振动 1 4．单摆 2 核心模型 考点对点练 3 典型考点一　对单摆及其回复力的理解 1．(多选)单摆是为研究摆的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．摆线的长度不伸缩 C．摆球的直径比摆线长度短得多 D．摆角很小 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 解析　单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，摆线不伸缩，A、B、C正确。摆角很小是单摆摆球的振动可看作简谐运动的条件，D错误。 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 2．下列有关单摆简谐运动过程中的受力，说法正确的是(　　) A．单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力 B．单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力 C．单摆经过平衡位置时合力为零 D．单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 解析　单摆的运动是在一段圆弧上的运动，单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力，而不是摆线拉力的分力，故B正确，A、D错误；单摆经过平衡位置时，回复力为零，向心力最大，故合力不为零，C错误。 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 [名师点拨]　关于单摆的回复力的三点提醒 (1)单摆振动中的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，除了最大位移处之外回复力与它受到的合力均不相等。单摆振动过程中，有向心力，这是与弹簧振子不同之处。 (2)在最大位移处时，速度为零，向心力为零，此时合力等于回复力。 (3)在平衡位置处时，速度不为零，向心力也不为零，此时回复力为零，但合力等于向心力。 名师点拨 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 典型考点二　单摆的周期 3．如图甲所示，从挖掘机的顶部垂下一个大铁球，并让它做小角度的摆动，就可以用来拆卸混凝土建筑，铁球的摆动可视为单摆模型，它对应的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) A．单摆振动的周期是6 s B．t＝2 s时，摆球的速度最大 C．摆球的质量越大，周期越大 D．该单摆的摆长约为14 m 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 4．一根质量可忽略不计的细线，其上端固定在某点，下端有一轻质小钩，钩在一半径不可忽略的实心钢球上端，运动过程中空气阻力可忽略，可视为一单摆。测得其在竖直平面内做小摆角往复运动，周期为1秒，若换成同种材料做成的质量更大的实心钢球进行上述实验，则下列结论正确的是(　　) A．周期依然是1秒 B．周期小于1秒 C．周期大于1秒 D．周期无法确定 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 名师点拨 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 5. 甲、乙两单摆的振动图像如图所示，由图 像可知(　　) A．甲、乙两单摆的周期之比是3∶2 B．甲、乙两单摆的摆长之比是2∶3 C．tb时刻甲、乙两摆球的速度相同 D．ta时刻甲、乙两单摆的摆角不等 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 7．(2023·浙江省宁波市第三中学高二上期中)2020年7月23日，我国首次发射火星探测器“天问一号”。地面上周期为2 s的单摆通常被称为秒摆。假如某秒摆被“天问一号”探测器携带至火星表面后，周期变为3 s。已知火星半径约为地球半径的二分之一，单摆的最大偏角很小，以下说法正确的是(　　) A．若秒摆在火星表面的摆角变小，则周期也会随之变小 B．地球质量约为火星质量的4倍 C．地球质量约为火星质量的9倍 D．“天问一号”探测器加速发射离开地球表面时，此秒摆的周期大于2 s 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 [名师点拨]　本题是一个既考查天体运动又考查单摆的综合题。重力加速度g是联系“单摆”与“天体运动”的纽带，无论从单摆到天体运动，还是从天体运动到单摆，首先必须求出或表示出g。这类问题经常会用到万有引力定律及黄金代换(GM＝gR2)。 名师点拨 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 9．图中的几个相同的单摆在不同的条件下做简谐运动，关于它们的周期关系，下列判断正确的是(　　) A．T甲>T乙>T丙>T丁 B．T甲<T乙＝T丙<T丁 C．T甲>T乙＝T丙>T丁 D．T甲<T乙<T丙<T丁 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 核心模型 考点对点练 核心能力提升练 [名师点拨]　物理学中，对于复杂的运动，常用等效的方法将其简化。复杂单摆运动简化分为运动简化和受力简