2.3单摆 课件-2026-2027学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦单摆的模型建构、回复力分析、周期公式及应用，通过钟摆、秋千等生活现象提问“是否为简谐运动”导入，衔接简谐运动知识，搭建从生活现象到物理模型的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，用控制变量法探究周期影响因素，结合理想化模型建构（单摆特点）和类比推理（与弹簧振子对比推导回复力），渗透科学思维。应用环节通过秒摆计算、不同地点重力加速度对摆钟影响等实例，联系实际，助力学生形成物理观念，教师可借助结构化内容提升教学效率。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第一册课件 第二章 机械振动 第三节 单摆 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 目录 第3节 单摆 探究新知 3、单摆的回复力 1、单摆 2、单摆的周期 5、单摆的应用 4 、用类比法求弹簧振子的周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 新课引入 摆动的钟摆、荡起的秋千，它们在平衡位置附近做往复运动，这种运动是不是简谐运动呢？ 带着这个问题，让我们认识一个新的模型——单摆。 荡秋千的小姐姐 摆动的钟摆 现象观察和思考：钟摆和小姐姐的运动特点？ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.特点： (3)摆线：细而长、不可伸长（没有弹性） (1)悬点：固定不变 (2)摆球：体积小、质量大（密度大） 摆长 ：L=L0+R 注意：实际应用的单摆小球大小不可忽略。 1.定义：细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。 一、单摆 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3.单摆是实际摆的理想化模型 (1)摆线质量m远小于摆球质量 M，即m << M 。 (3)摆球所受空气阻力远小于摆球重力及绳的拉力，可忽略。 (2)摆球的直径d远小于单摆的摆长Ｌ，即 d <<Ｌ。 (4)摆线的伸长量很小，可以忽略。 一、单摆 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 下列装置能否看作单摆？ 橡 皮 绳 粗麻绳 细绳 细绳 细绳 √ × × × × 塑料球 铁球 悬点： 摆线： 摆球： 轻而长、几乎不可伸缩 固定 小而重 理想化条件 细绳 细绳绕在柱上 √ × 铁球 铁球 一、单摆 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 猜想？ 摆长 摆球质量 摆角 （振幅） 重力加速度 单摆振动的周期与哪些因素有关呢？ 思考 二、单摆周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 实验方法:控制变量法 实验1：摆球质量相同，摆长L相同，观察周期T与摆角的关系？ 实验2：摆长L相同，摆角相同，观察周期T与摆球质量的关系？ 实验3：摆球质量相同，摆角相同，观察周期T与摆长L的关系？ 二、单摆周期 思考：（1）单摆摆动一个周期的过程是怎样的? (2)测量单摆的周期时，采用什么样的方法可以减小误差? 以哪个位置作为起点更方便计时和减小误差? 最低点（平衡位置） 用秒表测量单摆完成30次全振动（或50次）所用的时间t 4个振幅，两次经过最低点。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 探究影响单摆振动周期的因素 二、单摆周期 实验：探究影响单摆振动周期的因素 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 实验方法:控制变量法 实验1：摆球质量相同，摆长L相同，观察周期T与摆角的关系？ 实验2：摆长L相同，摆角相同，观察周期T与摆球质量的关系？ 实验3：摆球质量相同，摆角相同，观察周期T与摆长L的关系？ 二、单摆周期 结论1： 单摆振动周期与摆球质量无关。 单摆振动周期与摆长有关。 单摆振动周期与摆角（振幅）无关。 摆长越长，周期越大。 结论2： 结论3： 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 实验表明：在同一个地方，单摆周期T与摆球质量和振幅无关，仅与摆长 l 有关系，且摆长越长，周期越大。 荷兰物理学家惠更斯（1629-1695）通过实验进一步得到： 单摆做简谐运动的周期T与摆长L的二次方根成正比，与重力加速度g的二次方根成反比，与振幅、摆球质量无关． 单摆的周期公式： 二、单摆周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 单摆的振动图像描绘 二、单摆周期 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 思考1：单摆平衡位置在哪？哪个力提供回复力？ 1.平衡位置：最低点 2.受力分析:如图 3.回复力来源：重力沿切线方向的分力 mgsin 切向： 法向： （回复力） （向心力） Fx mgsin  x  x mg T 三、单摆的回复力 l F回=mgsinθ 单摆的回复力： 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理  O 思考2：摆球运动到最低点O（平衡位置）时回复力是否为零？合力是否为零？ 平衡位置： x=0， ， 回复力为零 ，合外力不为零 FT G 三、单摆的回复力 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 思考：在太空中的单摆能摆动吗？ 三、单摆的回复力 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 角较小时（ 50): sin 则：F mgsin x 回复力方向与位移方向相反: F x 类比弹簧振子上式可以写成：F k x 四、用类比法求弹簧振子的周期  x  x mg T L 单摆的周期公式： 弹簧振子的周期： 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 五、单摆的应用 １.利用单摆的等时性来计时 惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（1657年获得专利权）。 2. 用单摆测定重力加速度（第5节内容） 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3.秒摆:周期为2s的单摆为秒摆。试计算出秒摆的摆长？（g=9.8m/s2) L≈1m 4.一位广州人去哈尔滨旅游，在一家大型超市以高价购买了一台精致的摆钟，买的时候发现它走时很准。回到广州不到两天就走时相差一分多钟。于是大呼上当，心里极其气愤。后来，他求助了“消费者权益保护协会”，准备与该超市打一场索赔官司，消费者协会调查研究发现产品货真价实，那么问题出在哪儿呢？你能为这位广州人指点迷津吗？ 提示：两地的重力加速度g不同。 五、单摆的应用 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 ① 线的伸缩和质量不计 ②小球可看作质点（摆长为悬点到球心的距离） ① F ＝ mg sinθ ② θ 很小时，F＝－k x (简谐运动的条件) 单摆概念 回复力 周期 应用 课堂小结 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 《金版学案》P35 ACD 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2、如图所示，光滑圆槽的半径 R 远大于小球运动的弧长。 甲、乙、丙三个小球( 均可视为质点 ）同时由静止释放，开始时，甲球比乙球离槽最低点O点远些，丙球在槽的圆心处。请比较它们第一次到达点 O 的先后顺序，并说明理由。 习题练习 丙先到达,甲、乙后同时到达。 甲、乙： 丙： 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 《金版学案》P35 课堂练习 C 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 EV录屏3.9.7软件录制 Lavf58.20.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $