版高中物理全程学习方略配套课件单摆新人教版选修说课讲解

1、学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究版高中物理全程学习方略配套课件单摆新人教版选修学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课

2、课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究一

3、、单摆做简谐运动一、单摆做简谐运动学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究1 1单摆的回复力单摆的回复力如图所示，重力如图所示，重力G G沿圆弧切线方向的分力沿圆弧切线方向的分力G G1 1=mgsin=mgsin是沿摆球是沿摆球运动方向的力，正是这个力提供了使摆球振动的回复力：运动方向的力，正是这个力提供了使摆球振动的回复力：F=GF=G1 1=mgsin.=mgsin.学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究2 2单摆做简谐运动的推证单摆做简谐运动的推证在偏角很小时，在偏角很小时

4、，sin ,sin ,又回复力又回复力=mgsin,=mgsin,所以单摆的所以单摆的回复力为回复力为F= (F= (式中式中x x表示摆球偏离平衡位置的位移，表示摆球偏离平衡位置的位移，l表表示单摆的摆长，负号表示回复力示单摆的摆长，负号表示回复力F F与位移与位移x x的方向相反的方向相反) )，由此，由此知回复力符合知回复力符合F=-kxF=-kx，单摆做简谐运动，单摆做简谐运动. .xlmgxl学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究 (1) (1)小球的重力在沿圆弧切线方向上的分力提供小球的重力在沿圆弧切线方向上的分力提供回复力

5、，而不是小球的合力回复力，而不是小球的合力(2)(2)单摆做简谐运动的条件是偏角很小，通常应在单摆做简谐运动的条件是偏角很小，通常应在5 5以内，以内，误差不超过误差不超过0.5%0.5%学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【典例【典例1 1】下列有关单摆运动过程中的受力说法，正确的是】下列有关单摆运动过程中的受力说法，正确的是( )( )A A单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B B单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C C单摆经过平衡

6、位置时合力为零单摆经过平衡位置时合力为零D D单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力 【解题指导】【解题指导】单摆的回复力由摆球重力沿圆弧切线方向单摆的回复力由摆球重力沿圆弧切线方向的分力提供，在平衡位置处，摆球位移为零，水平加速度为的分力提供，在平衡位置处，摆球位移为零，水平加速度为零零. .学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【标准解答】【标准解答】选选B B单摆运动是在一段圆弧上运动，因此单摆单摆运动是在一段圆弧上运动，因此单摆运动过程不仅有回复力，而且有向心力，即单摆运动的合外运动过程不仅有回

7、复力，而且有向心力，即单摆运动的合外力不仅要提供回复力，还要提供向心力，故选项力不仅要提供回复力，还要提供向心力，故选项A A错误；单摆错误；单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力，而不是摆线拉的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力，而不是摆线拉力的分力，故选项力的分力，故选项B B正确，正确，D D错误；单摆经过平衡位置时，回错误；单摆经过平衡位置时，回复力为零，向心力最大，故其合外力不为零，所以选项复力为零，向心力最大，故其合外力不为零，所以选项C C错错误误学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【变式训练】关于单摆摆球在运动过

8、程中的受力【变式训练】关于单摆摆球在运动过程中的受力, ,下列结论正下列结论正确的是确的是( )( )A.A.摆球受重力、摆线的张力、回复力、向心力作用摆球受重力、摆线的张力、回复力、向心力作用B.B.摆球受的回复力最大时摆球受的回复力最大时, ,向心力为零向心力为零; ;回复力为零时回复力为零时, ,向心力向心力最大最大C.C.摆球受的回复力最大时摆球受的回复力最大时, ,摆线中的张力大小比摆球的重力大摆线中的张力大小比摆球的重力大D.D.摆球受的向心力最大时摆球受的向心力最大时, ,摆球的加速度方向沿摆球的运动方摆球的加速度方向沿摆球的运动方向向学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初

9、探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【解析】【解析】选选B.B.单摆在运动过程中单摆在运动过程中, ,摆球受重力和摆线的拉力作摆球受重力和摆线的拉力作用用, ,故故A A错错. .重力垂直于摆线的分力提供回复力重力垂直于摆线的分力提供回复力. .当回复力最大当回复力最大时时, ,摆球在最大位移处摆球在最大位移处, ,速度为零速度为零, ,向心力为零向心力为零, ,拉力等于重力拉力等于重力沿摆线的分力大小，则拉力小于重力沿摆线的分力大小，则拉力小于重力; ;在平衡位置处在平衡位置处, ,回复力回复力为零为零, ,速度最大速度最大, ,向心力最大向心力最大, ,摆球的加速度方向沿摆

10、线指向悬摆球的加速度方向沿摆线指向悬点点, ,故故C C、D D错错,B,B对对. .学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究二、对单摆周期公式的理解二、对单摆周期公式的理解由公式由公式T=2 T=2 知，某单摆做简谐运动知，某单摆做简谐运动( (摆角小于摆角小于5 5) )的周期的周期只与其摆长只与其摆长l和当地的重力加速度和当地的重力加速度g g有关，而与振幅和摆球质有关，而与振幅和摆球质量无关，故又叫做单摆的固有周期量无关，故又叫做单摆的固有周期. .gl学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂

11、堂互互动动探探究究1.1.摆长摆长l(1)(1)实际的单摆摆球不可能是质点，所以摆长应是从悬点到摆实际的单摆摆球不可能是质点，所以摆长应是从悬点到摆球球心的长度：即球球心的长度：即l= =l0 0+ + ，l0 0为摆线长，为摆线长，d d为摆球直径为摆球直径. .(2)(2)等效摆长：图等效摆长：图(a)(a)中甲、乙在垂直纸面方向摆起来效果是中甲、乙在垂直纸面方向摆起来效果是相同的，所以甲摆的摆长为相同的，所以甲摆的摆长为lsin,sin,这就是等效摆长这就是等效摆长. .其周其周期期T= T= 图图(b)(b)中，乙在垂直纸面方向摆动时，与甲摆中，乙在垂直纸面方向摆动时，与甲摆等效；乙在

12、纸面内小角度摆动时，与丙等效等效；乙在纸面内小角度摆动时，与丙等效. .d2sin2.gl学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究2.2.重力加速度重力加速度g g(1)(1)若单摆系统只处在重力场中且悬点处于静止状态，若单摆系统只处在重力场中且悬点处于静止状态，g g由单由单摆所处的空间位置决定，即摆所处的空间位置决定，即g= g= 式中式中R R为物体到地心的距为物体到地心的距离，离，M M为地球的质量，为地球的质量，g g随所在位置的高度的变化而变化随所在位置的高度的变化而变化. .另另外，在不同星球上外，在不同星球上M M和和R

13、R也是变化的，所以也是变化的，所以g g也不同也不同, g=, g=9.8 m/s9.8 m/s2 2只是在地球表面附近时的取值只是在地球表面附近时的取值. .2GMR，学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究(2)(2)等效重力加速度：若单摆系统处在非平衡状态等效重力加速度：若单摆系统处在非平衡状态( (如加速、如加速、减速、完全失重状态减速、完全失重状态) )，则一般情况下，则一般情况下，g g值等于摆球相对静值等于摆球相对静止在自己的平衡位置时，摆线所受的张力与摆球质量的比值止在自己的平衡位置时，摆线所受的张力与摆球质量的比值. .

14、例如例如: :此场景中的等效重力加速度此场景中的等效重力加速度g=gsin.g=gsin.球静止在球静止在O O时，时，F FT T=mgsin=mgsin，等效加速度，等效加速度g= =gsin.g= =gsin.TFm学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究 (1) (1)单摆的摆长是指从悬点到球心的距离，不能单摆的摆长是指从悬点到球心的距离，不能把绳子的长度看成摆长；把绳子的长度看成摆长；(2)(2)公式中的重力加速度指的是在地球表面的单摆，如果是类公式中的重力加速度指的是在地球表面的单摆，如果是类单摆单摆( (与单摆的形式相同，但

15、回复力不是重力的分力与单摆的形式相同，但回复力不是重力的分力) )，要找，要找出等效重力加速度出等效重力加速度. .学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【典例【典例2 2】一个单摆的长为】一个单摆的长为l，在其悬点，在其悬点O O的正下方的正下方0.190.19l处有一处有一钉子钉子P(P(如图所示如图所示) )，现将摆球向左拉开到，现将摆球向左拉开到A A，使摆线偏角，使摆线偏角5 5，放手后使其摆动，求出单摆的振动周期，放手后使其摆动，求出单摆的振动周期学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂

16、堂互互动动探探究究 【解题指导】【解题指导】(1)(1)题中给出题中给出“摆线偏角摆线偏角5 5”说明小说明小球的运动为简谐运动；球的运动为简谐运动；(2)(2)从图中看出这不是一个完整的单摆，是由两个单摆构成，从图中看出这不是一个完整的单摆，是由两个单摆构成，所以周期应是两个单摆周期的合成所以周期应是两个单摆周期的合成. .学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【标准解答】【标准解答】释放后摆球到达右边最高点释放后摆球到达右边最高点B B处，由机械能守恒处，由机械能守恒可知可知B B和和A A等高，则摆球始终做简谐运动摆球做简谐运动的

17、等高，则摆球始终做简谐运动摆球做简谐运动的摆长有所变化，它的周期为两个不同单摆的半周期的和摆长有所变化，它的周期为两个不同单摆的半周期的和小球在左边的周期为小球在左边的周期为小球在右边的周期为小球在右边的周期为则整个单摆的周期为则整个单摆的周期为答案：答案：1T2g l20.81T2g l12TT0.81T1.922ggg lll1.9gl学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【规律方法】【规律方法】求单摆周期的规律总结求单摆周期的规律总结1.1.明确单摆的运动过程明确单摆的运动过程, ,看是否符合简谐运动的条件看是否符合简谐运动的条件

18、. .2.2.在运用在运用T= T= 时时, ,要注意要注意l和和g g是否发生变化是否发生变化, ,如果发生变化如果发生变化, ,则分别求出不同则分别求出不同l和和g g时的运动时间时的运动时间. .3.3.改变单摆振动周期的途径是改变单摆振动周期的途径是: :(1)(1)改变单摆的摆长改变单摆的摆长; ;(2)(2)改变单摆的重力加速度改变单摆的重力加速度( (如改变单摆的位置或让单摆失重如改变单摆的位置或让单摆失重或超重或超重).).4.4.明确单摆振动周期与单摆的质量和振幅没有任何关系明确单摆振动周期与单摆的质量和振幅没有任何关系. .2gl学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初

19、探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【变式训练】【变式训练】(2011(2011池州高二检测池州高二检测) )将秒摆的周期变为将秒摆的周期变为4 s4 s，下面哪些措施是正确的下面哪些措施是正确的( )( )A.A.只将摆球质量变为原来的只将摆球质量变为原来的1/41/4B.B.只将振幅变为原来的只将振幅变为原来的2 2倍倍C.C.只将摆长变为原来的只将摆长变为原来的4 4倍倍D.D.只将摆长变为原来的只将摆长变为原来的1616倍倍学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【解析】【解析】选选C.C.由由T= T= 可知，单

20、摆的周期与摆球的质量和振可知，单摆的周期与摆球的质量和振幅均无关，幅均无关，A A、B B均错；对秒摆，均错；对秒摆， 对周期为对周期为4 s4 s的的单摆，单摆，T= =4 sT= =4 s，故，故l=4=4l0 0，故，故C C对，对，D D错错. .2gl00T22 sg ，l2gl学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究三、利用单摆测重力加速度三、利用单摆测重力加速度1 1仪器和器材仪器和器材摆球摆球2 2个个( (铁质和铜质并穿有中心孔铁质和铜质并穿有中心孔) )、秒表、物理支架、米尺、秒表、物理支架、米尺或钢卷尺、游标卡尺、细

21、线等或钢卷尺、游标卡尺、细线等. .学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究2 2实验步骤实验步骤(1)(1)做单摆：如图所示，把摆球用细线悬挂在物理支架上，摆做单摆：如图所示，把摆球用细线悬挂在物理支架上，摆长最好能有长最好能有1 1米左右，这样可使测量结果准确些米左右，这样可使测量结果准确些. .学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究(2)(2)测摆长测摆长: :用毫米刻度尺量出悬线长用毫米刻度尺量出悬线长l,精确到毫米精确到毫米; ;用游标用游标卡尺测量出摆球的直径卡尺测量出

22、摆球的直径d,d,精确到毫米精确到毫米; ;则则l= =l+ ,+ ,即为单摆的即为单摆的摆长摆长. .(3)(3)测周期测周期: :将单摆从平衡位置拉开一个角度将单摆从平衡位置拉开一个角度, ,且满足摆角小于且满足摆角小于1010, ,然后释放摆球然后释放摆球, ,过平衡位置时用秒表开始计时过平衡位置时用秒表开始计时, ,测量测量3030次次5050次全振动的时间次全振动的时间. .计算出平均摆动一次的时间计算出平均摆动一次的时间, ,即为单即为单摆的振动周期摆的振动周期T.T.(4)(4)变摆长：将单摆的摆长变短变摆长：将单摆的摆长变短( (或变长或变长) )，重复实验三次，测，重复实验三

23、次，测出相应的摆长出相应的摆长l和周期和周期T.T.d2学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究3.3.数据处理数据处理(1)(1)平均值法：每改变一次摆长，将相应的平均值法：每改变一次摆长，将相应的l和和T T，代入公式，代入公式 中求出中求出g g值，最后求出值，最后求出g g的平均值的平均值. .设计如下所示实验表格设计如下所示实验表格224gTl学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究(2)(2)图象法：由图象法：由T=2 T=2 得得T T2 2= = 作出作出T T2 2

24、l图象，即以图象，即以T T2 2为为纵轴纵轴, ,以以l为横轴为横轴. .其斜率其斜率k= k= 由图象的斜率即可求出重力加由图象的斜率即可求出重力加速度速度g.g.gl24gl24g，学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究(3)(3)作作T T2 2l图象的优点图象的优点用图象法处理数据既直观又方便用图象法处理数据既直观又方便, ,同时也能最大限度地减小偶同时也能最大限度地减小偶然误差对实验结果造成的影响然误差对实验结果造成的影响. .由于由于T Tl的图象不是直线的图象不是直线, ,不不便于进行数据处理便于进行数据处理, ,所以采

25、用所以采用T T2 2l的图象的图象, ,目的是为了将曲线目的是为了将曲线转换为直线转换为直线, ,便于利用直线的斜率计算重力加速度便于利用直线的斜率计算重力加速度. .学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究 (1) (1)选择材料时应选择细而不易伸长的线，长度选择材料时应选择细而不易伸长的线，长度一般在一般在1 m1 m左右，小球应选密度较大，直径较小的；左右，小球应选密度较大，直径较小的；(2)(2)线应夹在铁夹的下面，防止因摆动而改变摆线的长度；线应夹在铁夹的下面，防止因摆动而改变摆线的长度；(3)(3)注意摆动时控制摆线偏离竖直

26、方向的角度应很小注意摆动时控制摆线偏离竖直方向的角度应很小(4)(4)摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放圆锥摆方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放(5)(5)计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球应从同一方向通过最低点时计数，要多测几次时，以后摆球应从同一方向通过最低点时计数，要多测几次( (如如3030次或次或5050次次) )全振动的时间，用取平均值的办法求周期全振动的时间，用取平均值的办法求周期学学习习目目标

27、标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【典例【典例3 3】（】（20112011福建高考）某实验小组在利用单摆测定当福建高考）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：地重力加速度的实验中：(1)(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为球的直径为_cm._cm.学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究(2)(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_._.（填选项

28、前的字母）（填选项前的字母）A.A.把单摆从平衡位置拉开把单摆从平衡位置拉开3030的摆角，并在释放摆球的同时开的摆角，并在释放摆球的同时开始计时始计时B.B.测量摆球通过最低点测量摆球通过最低点100100次的时间次的时间t t，则单摆周期为，则单摆周期为C.C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大算得到的重力加速度值偏大D.D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小t100学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课

29、课堂堂互互动动探探究究 【解题指导】【解题指导】解答本题时应注意以下几个方面解答本题时应注意以下几个方面游标卡尺读数时应注意游标卡尺的零刻度线和边界线的区别；游标卡尺读数时应注意游标卡尺的零刻度线和边界线的区别；测重力加速度时应注意单摆的模型以及摆长和周期的测量测重力加速度时应注意单摆的模型以及摆长和周期的测量. .学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【标准解答】【标准解答】(1)(1)游标卡尺读数游标卡尺读数= =主尺主尺+ +游标游标=0.9 cm+7=0.9 cm+70.01 cm=0.97 cm0.01 cm=0.97 cm(

30、2)(2)要使摆球做简谐运动，摆角应小于要使摆球做简谐运动，摆角应小于1010，应选择密度较大，应选择密度较大的摆球，阻力的影响较小，测得重力加速度误差较小，的摆球，阻力的影响较小，测得重力加速度误差较小，A A、D D错；错；摆球通过最低点摆球通过最低点100100次，完成次，完成5050次全振动，周期是次全振动，周期是 B B错；错；摆长应是摆长应是L+ L+ ，若用悬线的长度加直径，则测出的重力加速，若用悬线的长度加直径，则测出的重力加速度值偏大度值偏大. .答案：答案：(1)0.97 (2)C(1)0.97 (2)Ct50，d2学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩

31、巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【变式训练】某同学利用单摆测定当地重【变式训练】某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长当作摆长L L，通过改变摆线的长度，测得，通过改变摆线的长度，测得6 6组组L L和对应的周期和对应的周期T T，画出，画出L LT T2 2图线，然图线，然后在图线上选取后在图线上选取A A、B B两个点，坐标如图所示他采用恰当的两个点，坐标如图所示他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为数据处理方法，则计算重力加速度的

32、表达式应为g=_.g=_.请请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将相比，将_(_(填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“相同相同”) )学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【解析】【解析】由单摆的周期公式由单摆的周期公式由此式可知测得的由此式可知测得的g g与某一次的摆长无关，与两次实验中的摆与某一次的摆长无关，与两次实验中的摆长差有关，所以长差有关，所以g g值与摆球重心在不在球心处无关值与摆球重心在不在球心处无关答案：答案： 相同相同222222ABAB2

33、BA22BALLT2 T4ggLLT4T4gg4LLgTT 得，则，可得，2BA22BA4LLTT学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究 【变式备选】某同学利用如图所示的装置测量当地的重【变式备选】某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度实验步骤如下：力加速度实验步骤如下：学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究A A按装置图安装好实验装置按装置图安装好实验装置B B用游标卡尺测量小球的直径用游标卡尺测量小球的直径d dC C用米尺测量悬线的长度用米尺测量悬线的长度lD D让小

34、球在竖直平面内小角度摆动当小球经过最低点时开让小球在竖直平面内小角度摆动当小球经过最低点时开始计时，并计数为始计时，并计数为0 0，此后小球每经过最低点一次，依次计数，此后小球每经过最低点一次，依次计数 1 1、2 2、3.3.当数到当数到2020时，停止计时，测得时间为时，停止计时，测得时间为t tE E多次改变悬线长度，对应每个悬线长度都重复实验步骤多次改变悬线长度，对应每个悬线长度都重复实验步骤C C、D DF F计算出每个悬线长度对应的计算出每个悬线长度对应的t t2 2G G以以t t2 2为纵坐标、为纵坐标、l为横坐标，作出为横坐标，作出t t2 2l图线图线学学习习目目标标导导航

35、航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究结合上述实验，完成下列任务：结合上述实验，完成下列任务：(1)(1)用游标为用游标为1010分度分度( (测量值可准确到测量值可准确到0.1 mm)0.1 mm)的卡尺测量小球的卡尺测量小球的直径某次测量的示数如图所示，读出小球直径的直径某次测量的示数如图所示，读出小球直径d d的值为的值为_cm._cm.学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究(2)(2)该同学根据实验数据，利用计算机作出该同学根据实验数据，利用计算机作出t t2 2l图线如图所图线如图所示根据图

36、线拟合得到方程示根据图线拟合得到方程t t2 2=404.0=404.0l+3.5.+3.5.由此可以得出当由此可以得出当地的重力加速度地的重力加速度g=_m/sg=_m/s2 2.(.(取取2 2=9.86=9.86，结果保留，结果保留3 3位有位有效数字效数字) )学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究(3)(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是的是_A A不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点时

37、开始计时高点时开始计时B B开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数小球做全振动的次数C C不应作不应作t t2 2l图线，而应作图线，而应作t tl图线图线D D不应作不应作t t2 2l图线，而应作图线，而应作t t2 2( (l+ d)+ d)图线图线12学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【解析】【解析】(1)(1)依据游标卡尺读数原理知，依据游标卡尺读数原理知，d=(15+0.1d=(15+0.12) mm=15.2 mm=1.52 cm.2) m

38、m=15.2 mm=1.52 cm.(2)(2)根据实验操作可知单摆周期根据实验操作可知单摆周期T= T= ，由单摆周期公式得，由单摆周期公式得 (3)(3)根据实验操作和实验原理可知根据实验操作和实验原理可知D D选项说法正确选项说法正确答案：答案：(1)1.52 (2)9.76 (3)D(1)1.52 (2)9.76 (3)Dt102222222dt22 10g400200dtgg400404.0g400g m/s9.76 m/s .404.0 ，所以，参考拟合方程得，所以ll学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【典例】将在地球上

39、校准的摆钟拿到月球上去，若此钟在月【典例】将在地球上校准的摆钟拿到月球上去，若此钟在月球记录的时间是球记录的时间是1 h1 h，那么实际上的时间应是，那么实际上的时间应是_h(_h(月球表月球表面的重力加速度是地球表面的面的重力加速度是地球表面的1 16)6)若要把此摆钟调准，应若要把此摆钟调准，应使摆长使摆长L L0 0调节为调节为_学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【解题指导】【解题指导】解答本题应注意以下两点解答本题应注意以下两点(1)(1)摆钟的周期只与摆长摆钟的周期只与摆长L L和当地重力加速度和当地重力加速度g g有关有

40、关. .(2)(2)一定时间内振动次数与振动周期成反比一定时间内振动次数与振动周期成反比, ,指示时间与振动指示时间与振动次数成正比次数成正比. .学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【标准解答】【标准解答】设在地球上校准的摆钟周期为设在地球上校准的摆钟周期为T T0 0，指示时间为，指示时间为t t0 0；月球上周期为；月球上周期为T T，指示时间为，指示时间为t t由于指示时间由于指示时间t t与振动次与振动次数数N N成正比，即成正比，即tNtN；一定时间内振动次数；一定时间内振动次数N N与振动周期与振动周期T T成反成反比，

41、即比，即N N ；由单摆周期公式可知；由单摆周期公式可知T T ，由以上推知：，由以上推知：t t ，则有，则有 所求实际时间为所求实际时间为 要把它要把它调准，需将摆长调为调准，需将摆长调为L L0 06 6答案：答案： L L0 06 61T1gg0tgtg月0gtt6 hg月6学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究一、选择题一、选择题1.1.用空心铁球内部装满水做摆球，若球正下方有一小孔，水用空心铁球内部装满水做摆球，若球正下方有一小孔

42、，水不断从孔中流出，从球内装满水到水流完为止的过程中，其不断从孔中流出，从球内装满水到水流完为止的过程中，其振动周期的大小是振动周期的大小是( )( )A A不变不变B B变大变大C C先变大后变小再回到原值先变大后变小再回到原值D D先变小后变大再回到原值先变小后变大再回到原值【解析】【解析】选选C C单摆的周期与摆球的质量无关，但当水从球中单摆的周期与摆球的质量无关，但当水从球中向外流出时，等效摆长是先变长后变短，因而周期先变大后向外流出时，等效摆长是先变长后变短，因而周期先变大后变小再回到原值，故选项变小再回到原值，故选项C C正确正确学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课

43、后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究2.2.如图所示，光滑轨道的半径为如图所示，光滑轨道的半径为2 m2 m，C C点为圆心正下方的点，点为圆心正下方的点，A A、B B两点与两点与C C点相距分别为点相距分别为6 cm6 cm与与2 cm2 cm，a a、b b两小球分别从两小球分别从A A、B B两点由静止同时放开，则两小球相碰的位置是两点由静止同时放开，则两小球相碰的位置是( )( )A AC C点点 B BC C点右侧点右侧C CC C点左侧点左侧 D D不能确定不能确定学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【解析】【解

44、析】选选A A由于半径远远地大于运动的弧长，小球都做简由于半径远远地大于运动的弧长，小球都做简谐运动，类似于单摆谐运动，类似于单摆. .因此周期只与半径有关，与运动的弧长因此周期只与半径有关，与运动的弧长无关，故选项无关，故选项A A正确正确学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究3.3.如图所示如图所示, ,一摆长为一摆长为l的单摆的单摆, ,在悬点的正下方的在悬点的正下方的P P处有一钉处有一钉子子,P,P与悬点相距为与悬点相距为l- -l,则这个摆做小幅度摆动时的周期为则这个摆做小幅度摆动时的周期为( )( )A.2 B.2ggC.

45、 () D.2gg2g llllll学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究【解析】【解析】选选C.C.单摆的一个周期包含两个阶段单摆的一个周期包含两个阶段, ,以以l为摆长摆动为摆长摆动半个周期半个周期, ,以以l为摆长摆动半个周期为摆长摆动半个周期, ,则则 C C选项正确选项正确. .T(),gggg llll学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究4.(20114.(2011宿州高二检测宿州高二检测) )把在北京调准的摆钟把在北京调准的摆钟, ,由北京移到赤由北京移到赤道上时

46、道上时, ,摆钟的振动摆钟的振动( )( )A.A.变慢了变慢了, ,要使它恢复准确要使它恢复准确, ,应增加摆长应增加摆长B.B.变慢了变慢了, ,要使它恢复准确要使它恢复准确, ,应缩短摆长应缩短摆长C.C.变快了变快了, ,要使它恢复准确要使它恢复准确, ,应增加摆长应增加摆长D.D.变快了变快了, ,要使它恢复准确要使它恢复准确, ,应缩短摆长应缩短摆长【解析】【解析】选选B.B.把标准摆钟从北京移到赤道上把标准摆钟从北京移到赤道上, ,重力加速度重力加速度g g变变小小, ,则周期则周期 摆钟显示的时间小于实际时间摆钟显示的时间小于实际时间, ,因此因此变慢了变慢了. .要使它恢复准

47、确要使它恢复准确, ,应缩短摆长应缩短摆长,B,B正确正确. .0T2T ,g l学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究5.(20115.(2011郴州高二检测郴州高二检测) )摆长为摆长为l的单摆做简谐运动的单摆做简谐运动, ,若从某若从某时刻开始计时时刻开始计时( (即取即取t=0),t=0),当振动至当振动至 时时, ,摆球恰具有负摆球恰具有负向最大速度向最大速度, ,则单摆的振动图象是图中的则单摆的振动图象是图中的( )( )3t2gl学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究

48、究【解析】【解析】选选D. D. 最大速度时最大速度时, ,单摆应在平衡位单摆应在平衡位置置,y=0,v,y=0,v方向为方向为-y,-y,即沿即沿y y轴负方向轴负方向, ,故故D D选项正确选项正确. .33tT,2g4l学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究6.6.如图所示，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触如图所示，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触. .现将现将摆球摆球A A在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动，以两摆球分开各自做简谐运

49、动，以m mA A、m mB B分别表示摆球分别表示摆球A A、B B的的质量，则质量，则( )( )学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究A A如果如果m mA AmmB B，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B B如果如果m mA Am mB B，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C C无论两球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡无论两球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧位置右侧D D无论两球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡无论两球的质量之比是多

50、少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧位置左侧【解析】【解析】选选C C、D D因为两者的摆长相等，所以做简谐运动的因为两者的摆长相等，所以做简谐运动的周期相同，所以应在最低点相碰，选项周期相同，所以应在最低点相碰，选项C C、D D正确正确学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互互动动探探究究7.(20117.(2011淮南高二检测淮南高二检测) )有一天体半径为地球半径的有一天体半径为地球半径的2 2倍，平倍，平均密度与地球相同，在地球表面走时准确的摆钟移到该天体均密度与地球相同，在地球表面走时准确的摆钟移到该天体的表面，秒针走一圈的实际时间为的表面，秒针走一圈的实际时间为( )( )12A. min B. min22C. 2 min D.2 min学学习习目目标标导导航航课课前前新新知知初初探探课课后后巩巩固固作作业业课课堂堂互