第2章 第4节 单摆（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

该高中物理导学案围绕单摆展开，核心知识点包括单摆模型的定义、回复力及周期公式。课堂导入通过观看秋千图片、回顾弹簧小车运动，引导学生思考如何简化实际运动，建立从具体情境到抽象模型的学习支架，衔接前后知识。 该资料以核心素养为导向，通过问题导入和实验探究（如师生共同绘制单摆运动轨迹分析回复力）培养科学思维与科学探究能力。典例与对标训练结合易错提醒，帮助学生理解模型条件和周期公式应用，提升物理观念和问题解决能力。

4.单摆 【定标—核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 单摆模型的定义； 理解单摆的回复力； 理解单摆的周期公式 1. 能提取信息并加工判断，在特定实际情境中，物体能否抽象为单摆，具备信息获取能力； 2. 能推理判断出实际情境中哪些是主要因素，哪些是次要因素，具备推理论证能力； 3. 能体会建构物理模型的思维方式，具备思维建模能力； 4. 能记忆单摆的周期公式，更能理解公式中各物理量的意义，具备公式理解和应用思维； 5. 能准确表达自己对单摆及其回复力、周期公式的判断和理解，具备语言组织和表达能力。 1. 建立观念，以物理学视角说明如何建构单摆的科学概念； 2. 辩证的理解单摆模型的条件，进而应用该模型处理物体运动的问题； 3. 通过观察体会思考如何描述单摆的回复力及其周期公式，经历思维探究过程； 4. 树立具体问题具体分析的科学态度，体会新概念的建立方法，物理模型在物理学研究过程中的意义。 重点及难点 理解单摆模型的构建； 明确单摆简谐运动的条件； 在实际问题中准确应用单摆的周期公式解决问题 题型及难度 选择题为主， 难度中等 【本课时主要内容】 单摆 【答案】长度　质量　质点　直径　空气阻力　沿圆弧切线方向　摆角很小　T=2π　振幅　摆球质量　等时性　重力加速度 探究1　单摆模型 【问题导入】 观看图片：如何描述秋千的运动？无法判断。 回顾弹簧小车：如何简化弹簧小车的运动。 【思考与讨论】 如何简化秋千的运动？ 引出单摆的概念：如果细线的长度不可改变，细线的质量与小球相比 【典例1】下列各种情况属于单摆的是 (　　) A. 悬挂的均匀细杆 B. 竖直悬挂着的连接重物的弹簧 C. 摆钟里的摆锤 D. 用篮球和短绳制成的类单摆 【必备知识】单摆模型基本概念. 【关键能力】　 【答案】C 【解题思路】 【对标训练1】下列装置哪个更接近理想化的单摆 (　　) A. B. C. D. 【易错提醒】单摆成立的条件仅与细绳和小球有关,与环境无关. 【答案】D 【解题思路】 探究2　单摆的回复力 【问题导入】 单摆的运动是否属于简谐运动？如果是，它的回复力又从何而来？ 师生共同完成绘制单摆运动轨迹的实验。 【思考与讨论】 根据轨迹x-t图像分析，图像呈余弦曲线，说明单摆的运动属于简谐运动。 对摆球进行受力分析，根据图像得到结论：重力沿圆弧切线方向的分力提供给单摆做简谐运动的回复力。 【典例2】下列有关单摆运动过程中的受力,说法正确的是 (　　) A. 单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力 B. 单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力 C. 单摆经过平衡位置时合力为0 D. 单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力 【典例2】B　 【解题思路】 【必备知识】单摆的回复力的定义. 【关键能力】　 【对标训练2】关于单摆,下列说法正确的是 (　　) A. 摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置 B. 摆球受到的回复力是它的合力 C. 摆球经过平衡位置时,所受的合力为0 D. 摆角很小时,摆球受到的合力的大小跟摆球对平衡位置的位移大小成正比 【答案】A　 【解题思路】 【易错提醒】 探究3　单摆的周期 【典例3】(教材改编题)已知地球的重力加速度大小为g,若一个单摆周期为T,这个单摆的摆长是多少?把这个单摆从地球拿到月球上去,已知地球上的重力加速度的大小约为月球上的自由落体加速度大小的6倍,这个单摆在月球上做50次全振动要用多长时间? 【必备知识】单摆周期公式的理解与应用. 【关键能力】　 【答案】　50T　 【解题思路】 　1. 能够在实际问题中运用单摆的周期公式解决问题. 2. 能够快速抓住题目中有对应关系的物理量作为解题的突破口. 【对标训练3】如图所示,甲、乙是摆长相同的两个单摆(图中未标出),它们中间用一根细线相连,其中一个摆线与竖直方向成θ角.已知甲的质量大于乙的质量.在细线突然断开后,两物块都做简谐运动.在摆动过程中,下列说法正确的是 (　　) 　对标训练3 A. 甲的振幅等于乙的振幅 B. 甲的振幅大于乙的振幅 C. 甲的最大速度小于乙的最大速度 D. 甲的运动周期大于乙的运动周期 【答案】C　 【解题思路】 【易错提醒】1. 注意单摆周期仅与摆长和重力加速度有关. 2. 能够理解单摆在一个周期内比较重要的几个点:平衡位置,左右顶点. 学科网（北京）股份有限公司 $