第二章 机械振动 第三节 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粤教版2019（课件）

第二章 机械振动 第三节　单摆 选择性必修第一册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 YJ 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． 必备知识 • 记忆理解 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_______． 1 单摆及单摆的回复力 物体　 细线　 长度　 忽略　 忽略　 要点梳理 必备知识•记忆理解 (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． 忽略不计　 小于　 要点梳理 必备知识•记忆理解 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． 摆球质量　 振幅　 摆长　 摆长　 周期　 振幅　 要点梳理 必备知识•记忆理解 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_______． (3) 运动规律：单摆在偏角很小时做_______运动． 分力　 简谐　 要点梳理 必备知识•记忆理解 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. 1. 如图所示的各类实物摆中，可看作单摆的是 (　　) C　 A　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D 基础内化 必备知识•记忆理解 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． 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 D　 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 向心力　 回复力　 各个击破 重难突破•学会应用 　　　　(多选)下列关于单摆的说法中，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)，再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切线方向的分力 D. 单摆摆球经过平衡位置时加速度为零 1 AC　 解析：简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点，摆球在正向最大位移处时位移为A，在平衡位置时位移应为零，A正确；摆球的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，合力在摆线方向的分力提供向心力，B错误，C正确；摆球经过最低点(摆动的平衡位置)时回复力为零，但向心力不为零，所以合力不为零，加速度也不为零，D错误． 各个击破 重难突破•学会应用 　　　　关于做简谐运动的单摆，下列说法中正确的是 (　　) A. 摆球经过平衡位置时所受合力为零 B. 摆球所受合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比 C. 只有在最高点时，回复力才等于重力和摆线拉力的合力 D. 摆球在任意位置处，回复力都不等于重力和摆线拉力的合力 2 C　 解析：摆球经过平衡位置时，回复力为零，但由于摆球做圆周运动，经过平衡位置，合