人教版物理选择性必修一 单摆

1本节内容呈现路径问题情境(导入：单摆）

问题分析：单摆的运动是否为简谐运动问题探究：单摆的周期知识应用观察、思考、推导实验、数据处理、归纳常规、探索、实践24.单摆课程标准——机械振动1.2.1通过实验，认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。1.2.2通过实验，探究单摆的周期与摆长的定量关系。知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测量重力加速度的大小。1.2.3通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件及其应用。5理解单摆模型的条件。能通过实验探究和理论推导，判定单摆小角度振动时的运动特点通过实验探究知道单摆周期的影响因素知道单摆周期与摆长、重力加速度的定量关系，能解决相关实际问题学习目标一.认识单摆判断：以下能否看成单摆模型细绳铁球细绳塑料球橡皮绳铁球粗麻绳铁球细绳铁球细绳绕在柱上铁球条件：1.细线长度不变2.“轻绳”3.小球可视为质点4.忽略空气阻力理想模型质点点电荷自由落体平抛运动弹簧振子电流元理想气体理想变压器点光源..........1.猜想：单摆的运动是否为简谐运动？二.探究单摆的运动2.验证：方法一：方法二：运动学特征—单摆摆动的X-t图像是否为正弦曲线动力学特征—单摆摆动的回复力是否满足F回=-kxOCBAθO’单摆小角度摆动时：1.平衡位置：最低点O2.受力分析：重力G、拉力TGTG2G13.回复力来源：重力沿切向的分力思考1：谁提供回复力？思考2：回复力是T和G的合力么？切向：径向：F回=-kx方法二：动力学特征9摆角正弦值弧度值1º0.017540.017452º0.034900.034913º0.052340.052364º0.069760.069815º0.087160.087276º0.104530.104727º0.121870.122178º0.139170.139639º0.156430.1570810º0.173650.17445sinθ≈θ|X|≈弧长=LθF回=-kx

X结论单摆在摆角很小的情况下做简谐运动L思考3：做简谐运动的物体在平衡位置的合外力一定为0么？思考4：简谐运动的回复力都是由合外力提供么？11三.单摆的周期1.猜想：单摆的周期与哪些因素有关？振幅质量摆长2.实验方法：控制变量法（1）单摆的周期与振幅无关3.实验结论：摆的等时性（2）单摆的周期与质量无关（3）单摆的周期与摆长有关12单摆周期与摆长的关系：实验次数线长cm半径cm摆长cm周期T（s)周期的平方T2(S2)130.000.9530.951.121.25248.950.9549.901.422.02376.000.9576.951.763.10481.800.9582.751.823.31593.000.9593.951.953.806108.500.95109.452.104.41荷兰物理学家惠更斯经过详尽的研究得到：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，而与振幅、摆球的质量无关。惠更斯确定了计算单摆的周期的公式：

三.单摆的周期14

应用LθT等效摆长等效重力加速度垂直于纸面前后摆动LLθθ15理想模型：单摆条件：悬点：固定摆线：轻而长，几乎没有形变摆球：小而重单摆的运动：简谐运动x-t图像：正弦曲线回复力：重力沿切向的分力mgsinθ单摆的周期应用：等效摆长等效重力加速度课堂小结16随堂演练1.（对单摆回复力的理解）（多选）一单摆做小角度摆动，其振动图像如图所示，以下说法正确的是（

）A.t1时刻摆球速度为0，摆球的合外力为0B.t2时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小C.t3时刻摆球速度为0，摆球的回复力最大D.t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大CD172.（单摆周期公式的应用）（多选）惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟。摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤的势能提供，运行的速率由钟摆控制。旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移