第二章 第3节 单摆(课件)-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（鲁科版）

第3节　单摆 1 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 核心素养要求 核心素养呈现 1.知道什么是单摆，掌握单摆回复力的来源及特点． 2．理解并能推导偏角很小时单摆的振动是简谐运动． 3．知道单摆的周期跟什么因素有关，掌握单摆的周期公式并能用它进行计算. 1 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 课前 自主梳理 1 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 单摆的振动 1．单摆模型 把一根不能伸长的细线上端固定，下端拴一个小球，线的__________和球的__________可以忽略不计，这种装置称为单摆． 2．单摆的回复力 (1)回复力的来源：摆球的重力沿圆弧切向的__________提供了使球沿圆弧运动的回复力，如图所示． 知识点一 质量 大小 分力F 1 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 (2)回复力的特点：在_________很小的情况下，单摆所受的回复力的大小与摆球位移大小成__________，方向与摆球位移方向相反． (3)运动规律 在偏角很小的情况下，单摆的振动可近似视为__________． 摆角 正比 简谐运动 1 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)结合单摆模型的特点想一想，下列装置能否视为单摆，为什么？ 提示：都不能．①中橡皮筋的伸缩不能忽略；②、③中乒乓球和大木球摆动时，空气阻力不能忽略． (2)仔细观察单摆，单摆的摆长l等于悬线的长度吗？ 提示：不等于．单摆的摆长l等于悬线的长度与摆球的半径之和． 想一想 1 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 单摆的周期 1．内容：单摆做简谐运动的周期T与摆长l的算术平方根成__________，与重力加速度g的算术平方根成__________ ． 2．单摆周期关系式：T＝__________． 3．提出：单摆周期公式是荷兰物理学家__________首先提出的． 4．应用：单摆的周期与__________及摆球的质量皆无关，可用来计量__________、测量当地的重力加速度． 正比 反比 惠更斯 振幅 时间 知识点二 1 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)摆球质量越大，周期越长．( ) (2)摆动幅度越大，周期越长．( ) (3)摆线越长时，单摆的周期越长．( ) (4)一个单摆在月球上摆动的周期大于其在地球上摆动的周期．( ) 判一判 × × √ √ 1 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 课堂 重点探究 1 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 单摆回复力及运动特征 [思 考 探 究] 如图所示的钟摆是单摆模型的具体应用，我们知道当摆角很小时，单摆的运动可看成简谐运动，结合简谐运动的知识，请思考以下问题． (1)小球和细线构成一个做简谐运动的单摆，运动过程中小球受到几个力的作用？什么力充当了小球振动的回复力？ 提示：小球受两个力的作用：重力和细线的拉力．重力沿圆弧切线方向的分力G1＝mgsin θ提供了使摆球振动的回复力，如图所示． 要点 1 1 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 (2)单摆的回复力是否就是单摆所受的合外力？单摆经过平衡位置时，回复力为零，合外力也为零吗？ 提示：回复力不是合外力．单摆的运动可看作是变速圆周运动，其重力可分解为沿悬线方向的分力和沿圆弧切线方向的分力，重力沿圆弧切线方向的分力是使摆球沿圆弧振动的回复力．所以单摆经过平衡位置时，回复力为零，但合外力不为零． 1 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 [思 维 深 化] 1．运动特点 (1)摆球以悬点为圆心做变速圆周运动，因此在运动过程中只要速度v≠0，半径方向都受向心力． (2)摆球同时以平衡位置为中心做往复运动，因此在运动过程中只要不在平衡位置，轨迹的切线方向都受回复力． 1 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 2．摆球的受力 (1)任意位置 如图所示，G2＝Gcos θ，F－G2的作用就是提供摆球绕O′做变 速圆周运动的向心力；G1＝Gsin θ的作用是提供摆球以O为中心做往 复运动的回复力． (2)平衡位