专题突破(2)——单摆中的等效思想研究（PPT）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第一册物理（人教版2019）

专题突破(二)——单摆中的等效思想研究 核心素养方法 专题 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 典例剖析 【例1】 【例2】 【例3】 【例4】 【例5】 小试牛刀 方法解读 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 单摆是高中物理的一个实物模型，其难点在于单摆中的L、T、g的确定 与计算，即周期公式的具体应用。 一、 等效摆长求周期 摆长指悬点到球心间的距离，以下三图中由等效摆长得周期公式分别为： 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 二、 用等效重力加速度求周期 单摆中的g为等效重力加速度，一般有：(1)星球表面g＝GM/r2；(2)处于超失重状态g＝g0±a，完全失重g＝0；(3)其他力时g＝F/m，F为单摆静止时的拉力。 三、 等效单摆求时间 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 【例1】 由长度依次为L和2L的AC和BC两根细绳悬挂小球C，如图所 示，每根细绳跟竖直方向的夹角均为30°，当该小球向纸内外做微小 摆动时，其摆动周期为(　　) D 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 【例2】 两个等长的单摆，一个放在地面上，另一个放在高空，当第一个摆振动n次的时间内，第二个摆振动了(n－1)次。如果地球半径为R， 那么第二个摆离地面的高度为(　　) D 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 【例3】 如图，用一根长为l的细线，将一个密度ρ＝0.8×103kg/m3的小球拴在盛水容器的底部。若使小球稍偏离平衡位置而振动，不考虑一切 阻力，则它的周期是在空气中周期的(　　) B 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 【例5】 在升降机中挂着一单摆，摆长为L，当升降机以加速度a匀加速上升的过程中，证明此单摆在同一竖直面内的振动是简谐运动，并求该周期T。 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 【解析】 单摆在摆动过程中，受重力和绳的拉力F的作用，当升降机匀加速上升时，单摆一方面绕悬点振动，另一方面沿竖直方向做匀加速直线运动。根据力的作用效果，将F分解为F1、F2、F3三个力，如答图所示，在竖直方向上，F3与G的合力产生向上的加速度a，切线方向的F1使单摆返回“平衡”位置，产生切向加速度，F2沿摆线方向产生做圆周运动所需的向心加速度。因为F3－G＝ma，所以F3＝ma＋mg。又因为F⊥F1，所以F1＝F3sinθ＝m(a＋g)sinθ。当θ很小时，sinθ≈θ 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 1．如图所示的摆球，由于受到横向风力的作用，偏过θ角。若绳长为 L，摆球质量为m，且风力稳定，当摆球在纸平面内平衡位置附近振动 时，其周期为(　　) B 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] 小试牛刀 2．(多选)如图所示，为半径很大的光滑圆弧轨道上的一小段，小球B静 止在圆弧轨道的最低点O处，另有一小球A自圆弧轨道上C处由静止滚下， 经时间t与B发生正碰。碰撞后两球分别在这段圆弧轨道上运动而未离开 轨道。当两球第二次相碰时(　 　) A．间隔时间为4t B．间隔时间为2t C．将仍在O处相碰 D．可能在O点以外的其他地方相碰 BC 方法解读 典例剖析 《全效作业本》 物理 选修