第二章 机械振动 课时4 单摆-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册人教版2019（课件）

第二章 机械振动 课时4　单摆 选择性必修第一册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 RJ 1 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，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． 必备知识 • 记忆理解 1．单摆 (1) 组成：________和________． (2) 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 质量要求：细线的质量与小球相比可以________． ③ 细线长度要求：球的直径与线的长度相比也可以________． ④ 受力要求：与小球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°． 小球　 1 单摆及单摆的回复力 细线　 长度　 忽略　 忽略　 忽略不计　 小于　 要点梳理 必备知识•记忆理解 2．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________． (3) 运动规律：单摆在偏角很小的时候做________运动． 分力　 简谐　 要点梳理 必备知识•记忆理解 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． 摆球质量　 2 单摆的周期 振幅　 摆长　 摆长　 周期　 振幅　 要点梳理 必备知识•记忆理解 1．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 D　 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． 基础内化 必备知识•记忆理解 2．两位同学分别使用图甲中所示的同一套装置，观察单摆做运动时的振动图像．已知两人实验时所用的摆长相同，落在同一木板上的细砂分别形成的曲线如图乙中N1、N2所示．下列关于两图线相关的分析正确的是(　　) 甲 A．对应砂摆振动的幅度，N1比N2大 B．对应单摆振动的周期，N1比N2大 C．对应木板运动的速度，N1比N2小 D．砂摆摆到最低点时的加速度，N1等于N2 乙 D　 基础内化 必备知识•记忆理解 基础内化 必备知识•记忆理解 重难突破 • 学会应用 10 1 单摆的回复力 1．如图所示，G1＝G sin θ提供摆球以O为中心做往复运动的回复力．注意：回复力不是重力G与摆线拉力T的合力． 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规律，图像是正弦或余弦曲线． 2．要注意区别回复力与合力，能证明小角度时，单摆的回复力满足F＝－kx，因此证明是简谐运动． 各个击破 重难突破•学会应用 　　　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．下列说法中正确的是 (　　) A．摆球做简谐运动的回复力F＝mgsin θsin α B．摆球做简谐运动的回复力为mgsin θ D．摆球在运动过程中，经平衡位置时，线的拉力为T＝mgsin α 1 A　 各个击破 重难突破•学会应用 各个击破 重难突破•学会应用 2 单摆周期与摆长关系的探究 各个击破 重难突破•学会应用 3．控制变量法探究单摆周期T与摆长l的关系 (1) 改变单摆的摆长，测出不同摆长单摆的周期，自己设计一个表格，把所测数据填入表中． (2) 根据表中数据，在坐标纸上描点，以T为纵轴，l为横轴，画出T－l图像． (3) 根据表中数据，在坐标纸上描点，以T的平方为纵轴，l为横轴，画出T2－l图像． 分析T2－l图像，可得周期的平方与摆长成正比． 各个击破 重难突破•学会应用 　　　某同学用实验的方法“探究单摆的周期与摆长的关系”． (1) 为了测量摆线长度，必须使单摆处于______(填字母代码)状态． A．水平拉直 B．自然悬垂 C．悬挂拉紧 2 B　 解析：(1) 测量摆线长，必须使单摆处于自然悬垂状态，水平拉直或拉紧都会增大测量的误差，故B正确． 各个击破 重难突