高中物理第一章机械振动2单摆省公开课一等奖新课获奖课件

2单摆第一章机械振动1/27[学习目标]1.了解单摆模型及其振动特点.2.了解单摆做简谐运动条件，知道单摆振动时回复力起源.3.了解影响单摆周期原因，会用周期公式计算周期和摆长.2/27内容索引重点探究启迪思维探究重点达标检测检测评价达标过关自主预习预习新知扎实基础3/27自主预习4/27一、单摆简谐运动1.单摆：忽略悬挂小球细线长度微小改变和

，且线长比球_____大得多，这么装置叫做单摆.单摆是

模型.2.单摆回复力(1)回复力提供：摆球重力沿

方向分力.(2)回复力大小：在偏角很小时，F＝_______.3.单摆运动特点小球所受回复力与它偏离平衡位置

成正比，方向总是指向平衡位置，单摆在偏角很小时振动是

运动.质量直径理想化圆弧切线位移简谐5/27二、单摆做简谐运动周期1.单摆做简谐运动周期T跟摆长l二次方根成

，跟重力加速度g二次方根成

，跟振幅、摆球质量

.2.单摆周期公式：T＝________.正比反比无关6/27[即学即用]1.判断以下说法正误.(1)单摆运动回复力是重力和摆线拉力协力.(

)(2)单摆经过平衡位置时受到协力为零.(

)(3)若单摆振幅变为原来二分之一，则周期也将变为原来二分之一.(

)(4)一个单摆在月球上摆动周期大于其在地球上摆动周期.(

)×××√答案7/272.一个理想单摆，已知其周期为T.假如因为某种原因重力加速度变为原来2倍，振幅变为原来3倍，摆长变为原来8倍，摆球质量变为原来2倍，则它周期变为____.答案2T8/27重点探究9/27一、单摆及单摆回复力[导学探究]

(1)单摆回复力就是单摆所受合外力吗？答案回复力不是合外力.单摆运动可看做是变速圆周运动，其重力可分解为沿悬线方向分力和沿圆弧切线方向分力，重力沿圆弧切线方向分力是使摆球沿圆弧振动回复力.(2)单摆经过平衡位置时，回复力为零，合外力也为零吗？答案单摆经过平衡位置时，回复力为零，但合外力不为零.答案10/27[知识深化]

单摆回复力(1)单摆受力：如图1所表示，受细线拉力和重力作用.(2)向心力起源：细线拉力和重力沿径向分力协力.(3)回复力起源：重力沿圆弧切线方向分力F＝mgsinθ提供了使摆球振动回复力.(4)回复力大小：在偏角很小时，摆球回复力满足F＝－kx，此时摆球运动可看成是简谐运动.图111/27解析摆球在摆动过程中，最高点A、C处速度为零，回复力最大，协力不为零，在最低点B处，速度最大，回复力为零，细线拉力最大.例1图2中O点为单摆固定悬点，现将摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，摆球将在竖直平面内A、C之间往返摆动，B点为运动中最低位置，则在摆动过程中A.摆球在A点和C点处，速度为零，协力也为零B.摆球在A点和C点处，速度为零，回复力也为零C.摆球在B点处，速度最大，回复力也最大D.摆球在B点处，速度最大，细线拉力也最大√答案解析图212/27总结提升单摆回复力是重力在切线方向分力，或者说是摆球所受合外力在切线方向分力.摆球所受合外力在摆线方向分力提供摆球做圆周运动向心力，所以并不是合外力完全用来提供回复力.所以摆球经过平衡位置时，只是回复力为零，而不是合外力为零(此时合外力提供摆球做圆周运动向心力).13/27二、单摆周期[导学探究]

单摆周期公式为T(1)单摆摆长l等于悬线长度吗？答案不等于.单摆摆长l等于悬线长度与摆球半径之和.(2)将一个单摆移交到不一样星球表面时，周期会发生改变吗？答案可能会.单摆周期与所在地重力加速度g相关，不一样星球表面重力加速度可能不一样.答案14/27[知识深化]

单摆周期(1)伽利略发觉了单摆运动等时性，惠更斯得出了单摆周期公式并创造了摆钟.(2)单摆周期公式：T＝(3)对周期公式了解①单摆周期公式在单摆偏角很小时成立(偏角小于5°时，由周期公式算出周期和准确值相差不超出万分之五).②公式中l是摆长，即悬点到摆球球心距离l＝l线＋r球.③公式中g是单摆所在地重力加速度，由单摆所在空间位置决定.④周期T只与l和g相关，与摆球质量m及振幅无关，所以单摆周期也叫固有周期.15/27例2如图3所表示，单摆周期为T，则以下说法正确是答案解析图3A.把摆球质量增加一倍，其它条件不变，则单摆周期变短B.把摆角α变小，其它条件不变，则单摆周期变短C.将此摆从地球移到月球上，其它条件不变，则单摆周期将变长D.将单摆摆长增加为原来2倍，其它条件不变，则单摆周期将变为2T√16/2717/27例3如图4所表示，三根细线在O点处打结，A、B端固定在同一水平面上相距为l两点上，使△AOB成直角三角形，∠BAO＝30°，已知OC线长也是l，下端C点系着一个小球(球大小忽略不计)，以下说法正确是(以下皆指小角度摆动，重力加速度为g)√答案解析图418/2719/27解析因为光滑轨道半径远远地大于运动弧长，小球都做简谐运动，类似于单摆.所以周期只与半径相关，与运动弧长无关，故选项A正确.例4

如图5所表示，光滑轨道半径为2m，C点为圆心正下方点，A、B两点与C点相距分别为6cm与2cm，a、b两小球分别从A、B两点由静止同时放开，则两小球相碰位置是A.C点 B.C点右侧C.C点左侧 D.不能确定√答案解析图520/27达标检测21/271234解析单摆回复力不是它受到协力，而是重力沿圆弧切线方向分力；当摆球运动到平衡位置时，回复力为零，但协力不为零，因为小球还有向心力，方向指向悬点(即指向圆心).1.(对单摆回复力了解)振动单摆小球经过平衡位置时，关于小球受到回复力及协力说法中正确是A.回复力为零，协力不为零，方向指向悬点B.回复力不为零，方向沿轨迹切线C.回复力就是协力D.回复力为零，协力也为零√答案解析22/2712342.(单摆周期公式)一单摆摆长为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√答案解析23/2712343.(单摆周期公式)如图6所表示，MN为半径较大光滑圆弧轨道一部分，把小球A放在MN圆心处，再把另一小球B放在MN上离最低点C很近一处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时有A.A球先抵达C点B.B球先抵达C点C.两球同时抵达C点D.无法确定哪一个球先抵达C点√答