2023学年完整版《单摆》导学案

《单摆》导学案学习目标：1．掌握单摆的构造2．掌握单摆的回复力是重力沿切线方向的分力3．掌握单摆在偏角很小时可以近似地做简谐运动4．掌握单摆振动的特点及周期公式学习重点和难点：1．单摆振动的回复力2．单摆的偏解很小时满足简谐运动的条件3．通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式4．单摆振动的回复力知识链接：1．物体做简谐运动的条件是什么？答：2．日常生活中那些现象属于机械振动？答：3．秋千和钟摆最终为什么一定会停下来呢？答：总结：我们能不能由秋千和单摆摆动的共性及忽略空气阻力，抽象出一个简单的物理模型呢？新课学习：（一）单摆模型：1．什么是单摆：在细线的一端拴一个______，另一端固定在______，如果悬挂小球的细线的_____和_____可以忽略不计，线长又比球的_____大得多，这种装置就叫单摆。单摆是实际摆的_______模型。2．单摆的特征：摆线不可伸长，质量可忽略；小球要小，质量要大。（二）单摆振动的回复力分析：下面我们再从回复力的角度来研究单摆的运动性质。如图所示，_____和____的合力提供向心力，改变速度方向，重力的另一分力G1，会改变摆球的运动的快慢，它的方向指向______，使摆球在平衡位置两侧做往复运动，所以，回复力F=G1=__________。当偏角很小时，sin_____，所以单摆的回复力为F=_____x，其中l为摆长，x为摆球偏离平衡位置的位移，负号表示回复力F与位移x的方向相反。由于m、g、l都有确定的值，可用常数k表示，所以F=________摆角很小（小于10）时，单摆的振动为_____运动。综上所述，不论是单摆振动的曲线还是回复力的特点都表明，在一定条件下单摆做简谐运动。（三）单摆的周期：荷兰筹物理学家惠更斯研究了单摆的振动，发现单摆的振动周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关，并确定了单摆的周期公式：T=_________（四）用单摆测定重力加速度：单摆在摆角小于10°时的振动是______运动，其固有周期为T=_________，由此可得个g=_________。据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。知识巩固训练（课本17页问题与练习1、2、3、4）1．（A级）：2．（A级）3．（B级）：4．（B级）：反思小结：单摆过关检测：1．（A级）振动着的单摆摆球，通过平衡位置时，它受到的回复力（）A．指向地面B．指向悬点C．数值为零D．垂直摆线，指向运动方向2．（B级）一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的1/4．在地球上走得很准的摆钟搬到此行星上后，此钟分针一整圈所经历的时间实际上是（）3．（B级）一绳长为L的单摆，在平衡位置正上方（L—L′）的P处有一个钉子，如图1所示，这个摆的周期是（）4．（B级）一单摆的摆长为40cm，摆球在t=0时刻正从平衡位置向右运动，若g取10m／s2，则在1s时摆球的运动情况是（）A．正向左做减速运动，加速度正在增大B．正向左做加速运动，加速度正在减小C．正向右做减速运动，加速度正在增大D．正向右做加速运动，加速度正在减小5．（B级）A、B二单摆，当A振