高中物理 第十一章 机械振动（第4课时）单摆教师用书 新人教版选修

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1、系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。第4课时　单摆研究学考·把握考情]知识内容单摆考试要求加试c教学要求1.知道单摆是一个理想化模型和做简谐运动的条件2．知道单摆做简谐运动时回复力的特点和表达式3．知道单摆的周期与振幅、摆球质量无关4．掌握单摆的周期公式5．知道测量单摆周期的方法，会用单摆测定重力加速度6．经历单摆做简谐运动条件的分析过程，体会摆角θ很小时的近似方法7

2、．会用图象法处理用单摆测定重力加速度的实验数据，会求加速度8．经历单摆周期的探究过程，体会探究过程中猜想与数据处理的作用说明1.不要求掌握证明单摆在摆角很小的情况下做简谐运动的方法2．不要求解决钟表快慢的调整问题基础梳理]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．单摆：用细线悬挂着小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略，球的直径与细线长度相比可以忽略，这样的装置就叫做单摆。单摆是实际摆的理想化模型。2．单摆的回复力：在偏角很小的情况下，摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总是指向平衡位置，因此单摆做

3、简谐运动。要点精讲]1．单摆(1)单摆是实际摆的理想化模型(2)实际摆看作单摆的条件①摆线的形变量与摆线长度相比小得多②摆线的质量与摆球质量相比小得多③摆球的直径与摆线长度相比小得多2．单摆的回复力(1)单摆的回复力是由重力沿圆弧切向的分力F＝mgsinθ提供的。(2)在最大偏角很小的条件下，单摆的回复力F＝－x，其中x为摆球相对平衡位置O的位移。通过党课、报告会、学习讨论会等多种形式，组织党员读原著、学原文、悟原理，进一步掀起学习贯彻新高潮，教育引导广大党员更加自觉用习近平新时代中国特色社会主义思想武装头脑、指

4、导实践、推动工作。系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。由此可见：单摆的回复力与离开平衡位置的位移大小成正比，方向与位移的方向相反，因此单摆在偏角很小的条件下的振动为简谐运动。注意：(1)单摆经过平衡位置时，回复力为零，但合外力不为零。(2)单摆的回复力为小球受到的沿切线方向的合力，而不是小球受到的合外力【例1】对于单摆，以下说法中正确的是(　　)A．单摆振动时，摆球受

5、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解析　单摆振动过程中受到重力和细线拉力的作用，把重力沿切向和径向分解，其切向分力提供回复力，细线拉力与重力的径向分力的合力提供向心力，向心力大小为，可见最大偏角处向心力为零，平衡位置处向心力最大，而回复力在最大偏角处最大，平衡位置处为零。故应选C。答案　C名师点睛　单摆的回复力是重力在切线方向的分力，或者说是摆球所受合外力在切线方向的分力。摆球所受的合外力在摆线方向的分力作为摆球做圆

6、周运动的向心力，所以并不是合外力完全用来提供回复力。因此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的向心力)。要点精讲]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　操作指要1．要保证单摆在同一竖直平面内摆动。2．摆动偏角尽量不要大于5°。3．悬线上端不要随摆球摆动，一定要使之固定。4．测量线长时要将其挂好后再测量。5．开始计时的位置选在摆球经过平衡位置时。6．测量周期时，一般测单摆振动30～50次全振动的时间，再求周期。通过党课、报告会、学习讨论会等多种形式，组织党员读原著、学原

7、文、悟原理，进一步掀起学习贯彻新高潮，教育引导广大党员更加自觉用习近平新时代中国特色社会主义思想武装头脑、指导实践、推动工作。系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。7．处据数理时，一般作出L－T2的关系图象，找出周期与摆长的关系。【例2】某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当(填“是”或“否”)。①把单摆从平衡位置拉开约5°释放；________②在

8、摆球经过最低点时启动秒表计时；________③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期。________图1该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见下表。用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图1所示，该球的直径为______________mm。根据表中数据可以初步判断单摆周期随________的增大而增大，与摆球的质量无关。数据组编号摆长/mm摆球质量/g周期/s