物理 单摆 导学案

1、晋元高级中学 高一物理学习手册学程3PAGE PAGE 4学程3. 第四章 周期运动单摆 学习目标 1. 理解单摆做简谐运动的条件，理解单摆的振动和振动图像。 2. 理解单摆振动周期与哪些因素有关，能用单摆的周期公式进行计算。 3. 通过探究单摆振动周期与哪些因素有关，进一步运用控制变量的方法。通过对周期公式的推导感受近似计算的方法。 重点和难点：本节重点是理解单摆做简谐运动的条件；难点是理解单摆的回复力不是重力和摆线拉力的合力。课前热身机械振动的两个必要条件：一是运动中物体所受的阻力要足够小, 回复力_；二是每当物体离开平衡位置总要受到_作用。简谐运动的特征是振动物体受到的回复力大小_，方向

2、和位移成正比，相反，F=-kx_,公式_。请说出几种生活中的摆。 内容框架 课堂演练 单摆的构成用一根轻柔的细线悬挂一个质量比细线大得多，直径比细线长度小的多的小球。理想化:_。 单摆是_模型。摆长是_的距离。【例1】以下几个模型是单摆吗？并说明理由。 单摆的振动单摆参与了两种运动简谐运动、圆周运动: _; _。【例2】单摆做简谐振动的回复力为A（ ） A摆球重力沿切线运动方向上的分力 B摆线拉力与重力的合力C摆线拉力、重力、向心力的合力 D摆球在最低点时合力为0，回复力为0 单摆的周期公式:_（条件：摆角_） 秒摆的周期:_【例3】一个单摆，周期是T。a. 如果摆球质量增到2倍，周期将 ；

3、b. 如果摆的振幅增到2倍，周期将不变、不变、变大、变小、变大 ； c. 如果摆长增到2倍，周期将 ； d. 如果将单摆从赤道移到北京，周期将 ； e. 如果将单摆从海面移到高山，周期将 ； 【例4】已知某单摆为秒摆，则：（g2）（1）该单摆的摆长为(1）1m（2）s。（3）s ；（2）若将该单摆移到表面重力加速度为地球表面重力加速度14倍的星球表面，则其振动周期为 ；（3）若在悬点正下方摆长中点处钉一光滑小钉，则该小球摆动的周期为 。 等效单摆【例5】双线摆由两根长为L的细线下端栓一质量为m的小球构成，如图所示，两线夹角为2，今使摆球在垂直纸面的平面内做小幅度摆动，求其周期。 拓展联想：如图

4、所示，将摆长为L的单摆放在一升降机中，若升降机以加速度a向上运加速运动，求单摆的摆动周期 。 拓展联想：如果单摆的摆角大于5度，那么单摆的周期还符合周期公式吗？单摆的周期将会随着摆角如何变化？ 课后作业1. 用下列哪些材料能做成单摆A、F( ) A.长为1米的细线 B.长为1米的细铁丝 C.长为0.2米的细丝线 D.长为1米的麻绳 E.直径为5厘米的泡沫塑料球 F.直径为1厘米的钢球 G.直径为1厘米的塑料球 H.直径为5厘米的钢球 2. 如图为一振动的单摆 和它的振动图线。（1）单摆振动的起始位置是 ，在（1）E；F、G；3；2；0.5；（2）E；G；E；F；E；右；左；右；（3）0、B、D

5、；A、C 处加速度最大，振幅是 cm，周期为 s，频率为 Hz；（2）若单摆以偏离平衡位置向右为正，G和F为振动的最大位移位置.那么图线中的O、A、B、C、D各点对应振动过程右的位置是O对应 ，A对应 ，B对应 ，C对应 ，D对应 ；O、B、D各时刻的速度方向为O向 ，B向 ，D向 。3.关于单摆的周期和频率，下列说法正确的是B（ ） A将单摆从地球北极移到赤道时，振动周期变小B将单摆从地面移到距离地面高度为地球半径时，振动周期变为原来的2倍C同一单摆，在同一地点冬天气温低时的频率比夏天气温高时的频率要低将单摆移到绕地球运行的卫星中时，振动周期与在地球时相同4. 在某一地方，减小单摆的振动周期

6、，可以采用的方法是C（ ） A增大摆球的质量 B减小单摆的振幅缩短单摆的摆长 D摆角从2减小到45.一单摆摆长为L，若将摆长增加1m，则周期变为原来的1.5倍，可知L长为C（ ） A.2m B.1.5m C.0.8m D.0.5m6. 有一个正在摆动的秒摆（周期为2s），在t=0时正通过平衡位置向右运动，当t=1.7s时，摆球的运动是D（ ） A正向左作减速运动，加速度大小在增加 B正向左作加速运动，加速度大小在减少C正向右作减速运动，加速度大小在增加 正向右作加速运动，加速度大小在减少7. 一个单摆在甲地时经过时间t完成m次全振动，在乙地经过相同时间完成n次全振动，则甲、乙二地重力加速度大小

7、之比g甲:g乙为C（ ） Am:n B.n:m C.m2:n2 D.n2:m28.如图所示，摆长为L的单摆，原来的周期为T。现在在悬点O的正下方A点固定一颗钉子，使OA=L/3，令单摆由平衡位置向左摆动时以A为悬点作简谐振动，则这个摆完成一次全振动所需的时间是 。 9.如图所示，双线摆的线长为L，两线间的夹角为，则摆在垂直纸面方向上小角度摆动的周期为 。 10.如图所示，M N为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分A球先到达C点若，则A球先到点若，则两个小球同时到达点若，则球先到点，把小球A放在M N的圆心处，再把另一小球B放在M N上离最低点C 很近的B处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时。（）判断哪个小球先到达C点？（）若A球的释放高度为h,求h和哪个小球先到C点的关系？ 能力挑战11.一个大庆人去香港旅游，在一家大型超市以高