人教版选修34 单摆 第1课时 教案.docx

单摆教学目标1、知道什么是单摆，了解单摆的构成。2、掌握单摆振动的特点，知道单摆回复力的成因，理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动。3、知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。4、知道用单摆可测定重力加速度。重点：1、知道单摆回复力的来源及单摆满足简谐运动的条件；2、通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式。难点：1、单摆振动回复力的分析；2、与单摆振动周期有关的因素。进行新课：1.基本知识(1)单摆模型把一根细线上端固定，下端拴一个小球，线的质量和球的大小可以忽略不计，这种装置叫做单摆(2)单摆的回复力回复力的 摆球的重力沿圆弧切线方向的分力回复力的特点：在偏角很小时(通常v2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1、f2和a1、a2，则()af1f2，a1a2bf1a2 df1f2，a1a2【解析】单摆的频率由摆长决定，摆长相等，频率相等，所以a、b错误；由机械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以c正确，d错误【答案】c3两个单摆在相同的时间内，甲摆动45次，乙摆动60次，则()a甲、乙两摆的周期之比为34b甲、乙两摆的频率之比为916c甲、乙两摆的摆长之比为43d甲、乙两摆的摆长之比为169【解析】设摆动时间为t，则t甲，t乙可得.又由t2可得，故选d.【答案】d4(多选)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，其中对提高测量结果精度有利的是()a适当加长摆线b质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的c单摆偏离平衡位置的角度不能太大d当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期【解析】单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化程度及相关物理量的测量精度适当加长摆线长度有利于把摆球看成质点，在摆角小于5的条件下，摆球的空间位置变化较大，便于观察，选项a对摆球体积越大，所受空气阻力越大，对质量相同的摆球其影响越大，选项b错只有在小角度的情形下，单摆的周期才满足t2，选项c对本实验采用累积法测量周期，若仅测量一次全振动，由于摆球过平衡位置时速度较大，难以准确记录，且一次全振动的时间太短，偶然误差较大，选项d错【答案】ac5一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.在地球走得很准的摆钟搬到此行星后，此钟的分针走一整圈所经历的时间是()a1/4 h b1/2 hc2 h d4 h【解析】由题知g星g地，由t2知，摆钟搬到行星上后其周期变为地面上周期的2倍，因而此钟的分针走一圈所经历的时间为2 h，故c项正确【答案】c图13126如图1312所示，光滑槽的半径r远大于小球运动的弧长，今有两个小球(视为质点)同时由静止释放其中甲球开始离圆槽最低点o较远些，则它们第一次相遇的地点是在()ao点bo点偏左co点偏右d无法确定，因为两小球的质量关系未知【解析】因为槽半径r远大于小球运动的弧长，所以小球的运动可看成单摆模型，由t2知，两球经t在最低点o相遇，选项a正确【答案】a7如图1313所示为两个单摆的振动图象，从图象中可以知道它们的()图1313a摆球质量相等 b振幅相等c摆长相等 d摆球同时改变速度方向【解析】由图象可知，两单摆的周期相等，则摆长相等，无法确定质量关系，故a错，c对由题图可知振幅不同，且两个摆球不能同时到达最大位移处，即速度方向不能同时改变，故b、d错【答案】c8(多选)如图1314所示为甲、乙两单摆的振动图象，则()图1314a若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比为l甲l乙21b若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比为l甲l乙41c若甲、乙两单摆的摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比为g甲g乙41d若甲、乙两单摆的摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比为g甲g乙14【解析】由题图可知t甲t乙21，若两单摆在同一地点，则两摆长之比为l甲l乙41，故b对，a错；若两单摆的摆长相等，则所在星球的重力加速度之比为g甲g乙14，故c错，d对【答案】bd图13159如图1315所示，三根细线于o点处打结，a、b端固定在同一水平面上相距为l的两点上，使aob成直角三角形，bao30，已知线oc长是l，下端c点系着一个小球下面说法中正确的是()a让小球在纸面内摆动，周期为t2b让小球在垂直纸面方向摆动，其周期为t2c让小球在纸面内摆动，周期为t2 d让小球在垂直纸面内摆动，周期为t2【解析】让小球在纸面内摆动，在摆角很小时，单摆以o点为悬点，摆长为l，周期为t2.让小球在垂直纸面内摆动，则摆球以oc的延长线与ab交点为中心摆，摆长为lcos 30ll，周期为t2，选项a正确【答案】a10我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国航天员将登上月球假如航天员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为t，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为()a. b.c. d.【解析】由t2得，g，由gmg得，m，密度，故b正确【答案】b11如图1316甲是一个单摆振动的情形，o是它的平衡位置，b、c是摆球所能到达的最远位置设摆球向右方向运动为正方向图乙是这个单摆的振动图象根据图象回答：图1316(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时刻摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，试求这个摆的摆长是多少？【解析】(1)由乙图知周期t0.8 s，则频率f1.25 hz.(2)由乙图知，0时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以在b点(3)由t2得l0.16 m.【答案】(1)1.25 hz(2)b点(3)0.16 m12在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长l和周期t计算重力加速度的公式是g_如果已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图1317(a)所示，那么单摆摆长是_如果测定了40次全振动的时间如图(b)中秒表所示，那么秒表读数是_s