内容正文:
第3节 单摆
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课时作业·规范训练
课堂 重点探究
课前 自主梳理
课堂 巩固训练
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.能通过理论推导,判定单摆小角度振动时的运动特点。
3.在探究单摆的周期与摆长的定量关系时,能分析数据、发现规律、形成合理的结论,能用已有的物理知识解释相关现象。
4.知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系,能运用其解决相关实际问题。
核心素养
新课程目标
1.物理观念:知道什么是单摆,初步形成单摆的回复力及周期的概念。
2.科学思维:理解单摆振动的特点及其做简谐运动的条件;知道单摆周期的决定因素,掌握其周期公式。
3.科学探究:能用实验探究影响单摆周期的因素,能定量探究单摆周期与摆长的关系。
4.科学态度与责任:学会观察、实验、分析及归纳判断的方法和能力。
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课前 自主梳理
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单摆及其运动规律
1.单摆模型
忽略悬挂小球的细线_______________和__________,且__________比球的直径大的多,这样的装置就叫作单摆。单摆是实际摆的__________模型。
2.单摆的回复力
(1)回复力的提供:摆球的重力沿__________方向的分力,即G1=__________。
知识点一
长度的微小变化
质量
线长
理想化
切线
mgsin θ
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正比
偏角很小
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单摆的周期
1.意大利物理学家__________发现了单摆的__________性。
2.伽利略的实验的再研究
(1)振幅较小时,周期与振幅__________。
(2)振幅较小时,周期与摆球的质量__________。
(3)摆长越长,周期__________;摆长越短,周期__________。
知识点二
伽利略
等时
无关
无关
越长
越短
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刻度尺
游标卡尺
摆长
摆长
惠更斯
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[课前小练]
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)摆球的质量越大,单摆的周期越长。( )
(2)摆动的幅度越大,单摆的周期越长。( )
(3)若单摆的振幅变为原来的一半,则周期也将变为原来的一半。( )
(4)实际上,单摆的摆动都可以看作是简谐运动。( )
(5)摆长应是从悬点到摆球球心的距离。( )
×
×
×
×
√
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2.对于单摆,以下说法中正确的是( )
A.单摆振动时,摆球受到的向心力大小处处相等
B.单摆运动的回复力就是摆球受到的合力
C.摆球经过平衡位置时所受回复力为零
D.摆球经过平衡位置时所受合外力为零
C
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3.对于做简谐运动的单摆,下列说法正确的是( )
A.在位移为正的区间,速度和加速度都一定为负
B.当位移逐渐增大时,回复力逐渐增大,振动的能量也逐渐增大
C.摆球经过平衡位置时,速度最大,势能最小,摆线所受拉力最大
D.摆球在最大位移处时,速度为零,处于平衡状态
C
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单摆及单摆的回复力
[思考探究]
如下图所示,生活中,在不同的地点我们能够观察到很多的机械振动,风铃的摆动、钟摆的摆动、秋千的摆动,它们与弹簧振子的结构不同,试着从三种摆动的共性出发,抽象出一种物理模型。
提示:三种摆动都可以抽象为一根轻绳悬挂一个质点在竖直面内做往复运动。
要点 1
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[思维深化]
1.单摆的回复力:回复力是效果力,是由重力沿圆弧切向