第二章 第4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（人教版）

第4节　 单摆 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 [学习目标要求]　1.通过生活实例，理解单摆模型，并分析单摆的回复力。2.通过对单摆模型的分析，掌握单摆做简谐运动的条件。3.通过实验探究，掌握单摆的周期与摆长的定量关系。4.理解并掌握单摆的周期公式，并能够利用周期公式分析和计算相关问题。 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 单摆的回复力 1．单摆 将一小球用细线悬挂起来，如果细线的_________不可改变，细线的_________与小球相比可以忽略，小球的_________与细线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫作单摆。单摆是实际摆的理想化模型。 课前预习·夯基固本 知识点一 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 2．单摆的回复力 (1)来源：摆球的重力沿圆弧_________方向的分力充当回复力。 (2)特点：若摆球质量为m、单摆摆长为l，摆球偏离平衡位置的位移为x，在摆角_________时，单摆的回复力为F＝____________。 3．单摆的运动规律 单摆在摆角_________的情况下做简谐运动。 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 [判一判] (1)单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力。( ) (2)单摆经过平衡位置时受到的合力为零。( ) (3)制作单摆的摆球越大越好。( ) (4)单摆回复力的方向总是指向平衡位置。( ) × × × √ 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 单摆的周期 1．影响周期的因素 (1)单摆做简谐运动的周期与摆长有关，摆长越长，周期越______。 (2)单摆的周期与摆球_________和_________无关。 2．探究单摆的周期与摆长之间的关系 (1)周期的测量：用停表测出单摆N(30～50)次全振动的时间t，利用 ____________计算它的周期。 知识点二 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 C 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 学习任务一　单摆的回复力及运动规律 [导学探究] 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： 课堂探究·拓展思维 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 (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？ (2)摆球经过平衡位置时，合外力是否为零？摆球到达最大位移处，v＝0，加速度是否等于0? 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 提示：(1)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。 (2)单摆摆动至平衡位置不是平衡状态，有向心力和向心加速度，回复力为零，合外力不为零。最大位移处速度等于零，但不是静止状态。一般单摆回复力不是摆球所受合外力，而是重力沿圆弧切线方向的分力，所以加速度不一定等于零。 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 [思维深化] 1．单摆是理想化模型 (1)忽略在摆动过程中所受到的阻力。 (2)摆球可视为质点。 (3)摆线细且不可伸长，摆线的质量不计。 (4)有固定的悬点。 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 课外知识·拓展视野 2．单摆的回复力 (1)单摆受力：如图所示，摆球受细线拉力和重力作用，即Fn＝F′－mgcos θ。 (2)向心力来源：细线拉力和重力沿径向的分力的合力。 (3)回复力来源：重力沿圆弧切线方向的分力F＝mgsin θ提供了使摆球振动的回复力。 1 课堂探究·拓展思维 课前预习·夯基固本 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养