学人教版选修34 11.4单摆课件（3）（18张）.ppt

第四节单摆 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第四节单摆 课标定位学习目标 1 理解什么是单摆及在什么情况下单摆的振动是简谐运动 2 知道单摆的周期跟哪些因素有关 了解单摆周期公式 并能进行有关计算 3 知道用单摆可测定重力加速度 重点难点 1 单摆的周期公式及应用 2 单摆回复力的推导及等效摆长与等效重力加速度的计算 课前自主学案 一 单摆模型细线的上端固定 下端系一小球 如果细线的 与小球相比可以忽略 球的 与线的长度相比也可以忽略 在摆动过程中细线的 可以忽略 与小球受到的重力及绳的拉力相比 空气等对它的 可以忽略 这样的装置就叫做单摆 单摆是实际摆的理想化模型 实验中为满足上述条件我们尽量选择 大 小的球和尽量 的线 质量 直径 伸缩 阻力 质量 体积 细 二 单摆的回复力单摆的回复力是摆球的重力沿 方向的分力 在摆角很小的情况下 单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成 方向总指向 因此单摆在摆角很小时做 其振动图象遵从 函数规律 圆弧切线 正比 平衡位置 简谐运动 正弦或余弦 三 单摆的周期1 影响单摆周期的因素 实验表明 单摆振动的周期与摆球 无关 在振幅较小时与 无关 但与摆长有关 摆长 周期越长 质量 振幅 越长 科目一考试 科目二考试2016年科目二考试技巧 考试内容 考试视频 3 单摆的等时性 单摆的周期与摆球的 无关 其中与 无关的性质叫单摆的等时性 质量 振幅 振幅 核心要点突破 一 对单摆模型的理解1 运动特点 1 摆球以悬点为圆心做变速圆周运动 在运动过程中只要速度v 0 半径方向都有向心力 2 摆球以平衡位置为中心做往复运动 在运动过程中只要不在平衡位置 轨迹的切线方向都有回复力 2 摆球的回复力 1 任意位置 如图11 4 1所示 g2 gcos f g2的作用就是提供摆球绕o 做变速圆周运动的向心力 g1 gsin 的作用是提供摆球以o为中心做往复运动的回复力 2 平衡位置 摆球经过平衡位置时 g2 g g1 0 此时f应大于g f g的作用是提供向心力 因此在平衡位置 回复力f回 0 与g1 0相符 图11 4 1 特别提醒 单摆的运动不一定是简谐运动 只有在摆角较小的情况下才能看成简谐运动 理论上一般 角不超过5 但在实验中 认为 角不超过10 即可 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 下列有关单摆运动过程中的受力说法 正确的是 a 单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力b 单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力c 单摆经过平衡位置时的合力为零d 单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力 解析 选b 单摆运动是在一段圆弧上运动 因此单摆运动过程中不仅有回复力 而且有向心力 即单摆运动的合外力不仅要提供回复力 而且要提供向心力 故选项a错误 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力 而不是摆线拉力的分力 故选项b正确 d错误 单摆过平衡位置时 回复力为零 向心力最大 故其合外力不为零 所以选项c错误 二 对单摆周期的理解1 决定周期大小的因素 1 摆长l 2 当地的重力加速度g 3 与摆球质量无关 在摆角小于5 的前提下 与振幅无关 图11 4 2图11 4 3 2 等效重力加速度 若单摆系统处在非平衡状态 如加速 减速 完全失重状态 则一般情况下 g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 图11 4 4 特别提醒 1 摆长l并不等于绳长 而是等于摆球球心 质量均匀 到摆动圆弧的圆心