资源描述：
《-2017-2018学年高中物理三维设计人教版选修3-4浙江专版：第十一章第4节单摆》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、突破・教材新知知识点一由活学到活用新知个个击破单摆、单摆的回复力［探新知并瓠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j2.单摆的回复力fl)回复力的提供：摆球的重力沿圆弧切线方宜的分。(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的位移成正比,方向总指向平衡位置，即=一mgIXo(3)单摆的运动规律：单摆在偏角很小吋做简谐运乱循霜数律。［辨是非］(对的划错的划恢”)1・单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。(X)2.单摆的回复力是重力和拉力的合力。(x)3
2、.—根细线一端固定，另一端拴一小球就构成一个单摆。［释删解1.单摆(X)(1)单摆是实际摆的理想j(2)实际摆看作单摆的傑①摆线的形变量与摆线长度相比小徭②悬线的质量与摆球质量相比小褐③摆球的直径与摆线长度相比小得2.单摆的回复力如图所示，重力G沿圆弧切线方向的分Gi=mgsin0是沿摆球运动方向的力，正是这个力提供了使摆球振动的回复力：F=Gi=mgsinG3.单摆做简谐运动的谁在偏角很小吋，sin®,又回复力F=mgsin9,所以单摆的回复力为F—罕x(式中x表示摆球偏离平衡位置的位移，I表示单摆的摆长，负号表示回复力F与位移x的方向相反)，由此知回复力符合F
3、=—kx,单摆做简谐运动。［试身手］)B.摆球小而不太重1.(多选)制作一个单摆，合理的做法是C.摆球外表面光滑且密度大A.摆线细而长根据构成单摆的条件判断，易知A、C、D正确。单摆的周期D.端点固定且不松动解析：选ACD［探新知•基础练］2.探究单摆的振幅、位置、摆长对周期的影响(1)探究方法：控制变量法。(2)实验结论：①单摆振动的周期与摆球质量无—②振幅较小时周期与振幅无芜—③摆长越长，周期越长越短，周期越短。2・周期公式荷兰物理学家惠更斯发现单摆的周期T与摆长I的二次方根成正比,度g的二次方根成反比，他确定周期公式为:g与当地的重力加速［辨是非］(对的划“
4、厂，错的划“X")1.荷兰物理学家惠更斯发现单摆振动的周期与振幅无关。(X)2.单摆在振幅较小时周期较大。仪寸13.单摆的周期公式都可以用T=2tt求解。(X)g［释疑难•对点练］1.对周期T的理解1fl)单摆的周期T=2/r为单摆的固有周期，相应地9为单摆的固有频率。(2)单摆的周期公式在最大偏角小于5°时成立。(3)周期为2s的单摆叫秒摆。2.对单摆周期公式中摆长I和重力加速度g的理解(1)1为单摆的摆长：因为实际的单摆摆球不可能是质点,所以摆长是指从悬点到摆球重心的长度，对于不规则的摆动物体或复合物体，摆长I是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，而不一定为摆线
5、的长。如图所示，摆球可视为质点，各段绳长均为I,甲、乙摆球做垂00=I,求各摆的周期。0’为垂直纸而的钉子，而且直于纸面的小角度摆动，丙图中球在纸面内做小角度摆动,丙：摆线摆到竖直位置时，圆心就由0变为0",摆球振动吋，半个周期摆长为I,另半个周期摆长为(I—丄)，即为；3I,则单摆丙的周期为(2)等效重力加速度g不一定等于29.8m/sg由单摆所在的空间位置决定。由Mg=G2知,Rg随所在地球表而的位置和高度的变化而变化，而且纬度越低，高度越高,g的值就越小，另外，在不同星球上g也不同。g还由单摆系统的运动状态决定，如单摆处在向上加速的升降机中，设加速度为a,则
6、摆球处于超重状态，沿轨迹圆弧的切向分力变大，则重力加速度的等效值g=g+a,若升降机加速下降，则g‘=g—a。单摆若在轨道上运行的卫星内，摆球完全失重,回复力为零,等效值g'=o,摆球不摆动了，周期无穷大。［试身手］2.甲、乙两个单摆摆长相等，将两个单摆的摆球由平衡位置拉开，使摆角a甲＞a乙(a甲、a乙都小于5°),在同一地点由静止开始同时释放，则A.甲先到达平衡位置B.乙先到达平衡位置C.甲、乙同时到达平衡位置・无法判断解析：选C由单摆的周期公式T=2tt,可知周期T只与I、g有关，当在同-地点释放时，周期只与提厂故甲、乙同吋至［达平衡位置,9C正确。探究单摆周
7、期与摆长的关系［探新知•基础练］1.实验原理图fl)探究方法：控制变量法。(2)实验结论①单摆振动的周期与摆球的质量无_②振幅较小时，周期与振幅无_③摆长越长，周期越长；摆长越短，周期越短。2.定量探究单摆的周期与摆长的关系fl)周期的测量：用停表测出单摆做N(30〜50)次全振动所用的时间t,利用T=-计算它N的周期。(2)摆长的测量：用刻度尺测出细线长度lo,用游标卡尺测出小球直径D,利用l=lo+弓求出摆长。(2)数据处理：改变摆长，测量不同摆长及对应周期，作出TI、T
8、2或丁图象，得岀结论。2.周期公式fl)公式的提出：式是荷兰物理学家惠更斯首先提出的。(
9、2)公式：
