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《2016-2017学年人教版选修3-4114单摆学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、4单摆学习目标1.知道什么是单摆.2.理解单摆振动回复力的來源及做简谐运动的条件.（难点）3.知道单摆周期的决定因索，掌握单摆的周期公式.（重点）4.掌握用单摆测量重力加速度的方法.（重点）知识脉络-单摆的冋复力—重预切向分刃-单摆的周期厂
2、等时性
3、T条件&<5°
4、测定巫力加速度单摆及单摆的回复力◊基础初探◊［先填空］1.单摆模型如果悬挂小球的细线的伸缩和质虽町以忽略，线长又比球的宜径大得多,这样的装置叫做单摆.单摆是实际摆的理想化的物理模型•2.单摆的回复力（1）回复力的捉供：摆球的重力沿切线方向的分力.（2）回复力的特点：在偏角很小时，单摆所受的回复力与它偏离平衡位置
5、的位移成疋比,方向总指向平衡位置.（3）运动规律：单摆在偏角很小时做简谐运动,其振动图象遵循正弦函数规律.［再判断］1.实际的摆的摆动都可以看作是简谐运动.（X）2.单摆回复力的方向总是指向悬挂位置.（X）3.单摆的回复力是由摆球重力的分力提供的.（J）［后思考］摆球经过平衡位置时，合外力是否为零？摆球到达最大位移处，e=0,加速度是否等于0?【提示】单摆摆动中平衡位置不是平衡状态，有向心力和向心加速度，回复力为零，合外力不为零•最大位移处速度等于零，但不是静止状态•一般单摆回复力不是摆球所受合外力，而是重力沿圆弧切线方向的分力，所以加速度不一定等于零・◊核心突破◊［核心
6、点击］1.运动特点(1)摆线以悬点为圆心做变速圆周运动，因此在运动过程中只要速度"H0,半径方向都受向心力..(2)摆线同时以平衡位置为屮心做往复运动，因此在运动过程屮只要不在平衡位置，轨迹的切线方向都受回复力.2.摆球的受力(1)任意位置如图11-4-1所示，G2=GcosO,F-G2的作用就是提供摆球绕O做变速圆周运动的向心力；G］=Gsin&的作用提供摆球以O为中心做往复运动的回复力.图11-4-1(2)平衡位置摆球经过平衡位置时，Gz=G,G
7、=0,此时f应大于g,f_g提供向心力，因此，在平衡位置，回复力F何=0,与0=0相符.(3)单摆的简谐运动Y在0很小时(
8、理论值为<5。)，sin6>^tan&=［,G
9、=Gsin0=^x,G］方向与摆球位移方向相反，所以有回复力F回=Gi=-晋x=-&色=晋).因此，在摆角&很小时，单摆做简谐运动.◊题组冲关◊1.振动的单摆小球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力、合力及加速度的说法屮正确的是()A.回复力为零B.合力不为零，方向指向悬点C.合力不为零，方向沿轨迹的切线D.回复力为零，合力也为零A.加速度不为零，方向指向悬点【解析】单摆的回复力不是它的合力，而是重力沿圆弧切线方向的分力；当摆球运动到平衡位置时，回复力为零，但合力不为零，因为小球还有向心力和向心加速度，方向指向悬点（即指向圆
10、心）.【答案】ABE1.关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是（）【导学号：23570020]A.摆球受重力、摆线的张力作用B.摆球的回复力最人时，向心力为零C.摆球的回复力为零时，向心力最大D.摆球的回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大E.摆球的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向【解析】单摆在运动过程中，摆球受重力和摆线的拉力，故A对；重力垂直于摆线的分力提供回复力・当回复力最大时，摆球在最大位移处，速度为零，向心力为零，则拉力小于重力，在平衡位置处，回复力为零，速度最大，向心力最大，摆球的加速度方向沿摆线指向悬点，故D、E错，B、C对.【
11、答案】ABC2.下列关于单摆的说法，正确的是（）A.单摆摆球从平衡位置运动到疋向最大位移处的位移为A（A为振幅），从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为零B.单摆摆球的回复力等于摆球所受的合力C.单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力D.单摆摆球经过平衡位置时加速度为零E.摆球在最髙点吋的回复力等于小球受的合力【解析】简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点，摆球在正向最大位移处时位移为A,在平衡位置时位移应为零，A正确.摆球的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，合力在摆线方向的分力提供向心力，B错误、C正确•摆球经过最低点（摆动的平衡位置）时回复力为零，但向心力
12、不为零，所以合力不为零，加速度也不为零，D错误・在最高点时、向心力为零，合力等于回复力，E正确.【答案】ACE对于单摆的两点说明（1）所谓平衡位置，是指摆球静止时，摆线拉力与小球所受重力平衡的位置，并不是指摆动过程中的受力平衡位置・实际上，在摆动过程中，摆球受力不可能平衡・（2）回复力是由摆球受到的重力沿圆弧切线方向的分力F=mgsin0提供的，不可误认为回复力是重力G与摆线拉力卩的合力・单摆的周期◊基础初探◊［先填空］1.影响单摆周期的因素（1）单摆的周期与摆球质址、振幅无关.⑵单摆的周期与摆长有关，摆长越长，周期越大.2.
