单摆高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一

第四节单摆生活观察秋千的摆动钟摆的摆动游乐大摆锤的摆动思考：1.以上物体在做什么运动？2.摆动物体的特点，你是否可以简化出一种新的理想化的物理模型呢？一、单摆1.定义：摆球+摆线组成的系统2.条件：（1）不计空气阻力（2）摆球：看成质点（3）摆线：不计质量，不可伸长，L线>>d球理想化模型——质量大体积小一、单摆练习：以下图中是否表示单摆？橡皮筋②粗麻绳③

细绳①④××××长细线⑤钢球√二、单摆的回复力问题：单摆的振动是否为简谐运动？方法一：单摆的x-t图象是否满足正弦规律方法二：振动方向F=-kxOO'

mgT二、单摆的回复力1.平衡位置：最低点O2.回复力来源：切向：径向：回复力：（向心力）（回复力）θ正弦值弧度值1°0.017540.017452°0.034900.034913°0.052340.052364°0.069760.069815°0.087160.087276°0.104530.104727°0.121870.122178°0.139170.13963二、单摆的回复力近似1：θ小，sinθ≈θ近似2：x≈弧长=L•θ公式变形：

x单摆在竖直面内的摆动是简谐运动当最大摆角很小时（θ＜5°）,三、单摆的周期问题1：单摆振动的周期与哪些因素有关呢？猜想：振幅？质量？摆长？重力加速度？实验方法：控制变量法三、单摆的周期问题1：单摆振动的周期与哪些因素有关呢？猜想：振幅？质量？摆长？重力加速度？实验方法：控制变量法实验结论：

单摆振动周期与小球质量，振幅无关，只与摆长有关；摆长越长，周期越长。三、单摆的周期问题2：周期与摆长的定量关系是怎样的呢？猜想：

新课教学三、单摆的周期问题2：周期与摆长的定量关系是怎样的呢？猜想：实验结论：

三、单摆的周期1.惠更斯原理：单摆做简谐运动的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。2.公式:3.

单摆周期跟振幅、摆球的质量无关4.区分弹簧振子：条件：摆角α<5°摆长:悬点；细绳长度＋小球半径纬度↑，g↑高度↑，g↓三、单摆的周期5.应用：(1)计时器：利用等时性惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器(1657年获得专利权).

秒摆：周期为2s(2)测定当地的重力加速度g四、课堂小结单摆1.理想化模型2.摆角小时，简谐运动

受力强调振动方向的情况3.周期五、课堂练习1.对于单摆,下列说法正确的是(

)A.单摆振动时,摆球受到的向心力大小处处相等B.单摆运动的回复力就是摆球受到的合力C.摆球经过平衡位置时所受回复力为零D.摆球经过平衡位置时所受合外力为零答案:C五、课堂练习2.某单摆由1m长的摆线连接一个直径2cm的铁球组成，关于单摆周期，下列说法中正确的是()A.用大球替代小球，单摆的周期不变B.摆角从5°改为3°，单摆的周期会变小C.用等大的铜球替代铁球，单摆的周期不变D.将单摆从赤道移到北极，单摆的周期会变大C单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。五、课堂练习3.如图所示单摆，小球在A、B之间作小角度的往返运动，则（

）A．小球的质量越大，其振动的频率越大B．OA、OB之间夹角越小，小球振动的频率越小C．摆长越长，小球振动的频率越小D．将整个装置移至我国空间站“天和”核心舱中，小球振动的频率减小答案:C五、课堂练习4.(多选)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，下列说法中正确的是(

)A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲摆的振幅比乙摆大C．甲摆的机械能比乙摆大D．在t＝0.5s时有正向最大

加速度的是乙摆ABD五、课堂练习5.置于水平面的支架上吊着一只装满细沙的小漏斗，让漏斗左右摆动，于是桌面上漏下许多沙子，一段时间后桌面上形成一沙堆，沙堆的纵剖面在下图中最接近的是(

)C平衡位置速度最大，漏沙较少，越是接近振幅，速度越接近零，漏沙较多。五、课堂练习D五、课堂练习6.如图所示，MN为半径较大的光滑圆弧的一部分，把小球A放在MN的圆心处，再把另一个小球B放在MN上离最低点C很近的B处(弧BC所对圆心角小于5°)，今使两小球同时由静止释放，则（）

A.球A先到达C点

B.球B先到达C点

C.两球同时到达C点

D.无法确定哪个球先到达C点A五、课堂练习7.如图所示，一小球用细线悬挂于O点，细线长为L，O点正下方处有一铁钉。将小球拉至A处无初速释放(摆角很小)，这个摆的周期是

（

）

LA0D五、课堂练习8.如图所示，已知该单摆的摆长