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1、 高一物理教案9-4 教案9-4 單擺第2課時一、教學(xué)目標(biāo):通過本節(jié)課的復(fù)習(xí),進(jìn)一步熟悉有關(guān)單擺的知識,能夠熟練利用單擺的知識解決實際問題。二、重點難點:1、理解單擺在擺角很?。ㄈ绮淮笥?00)情況下,其振動是簡諧運動。2、單擺模型的應(yīng)用。三、教學(xué)方法:復(fù)習(xí)提問,課件演示,講練結(jié)合四、教學(xué)過程(一)知識回顧(1)什么是單擺?(2)單擺振動的回復(fù)力來源于什么?單擺做簡諧運動的條件是什么?(3)知道單擺的周期和什么有關(guān)?單擺振動的周期公式怎樣?(4)演示課件單擺,增加學(xué)生的直觀感受。(二)例題精講例1. 如下圖所示,用兩根長度都為L的繩線懸掛一個小球A,繩與水平方向的夾角為,使球A垂直于紙面作擺角
2、小于5的擺動,當(dāng)它經(jīng)過平衡位置的 瞬間,另一小球B從A球的正上方自由下落,并能擊中A球,則B球下落的高度是 。分析解答:球A垂直于紙面作擺角小于5的擺動,球A的運動是簡諧振動,擺長為Lsin,周期為T=。球B做自由落體運動,下落時間為t,下落高度h=gt2。當(dāng)球A經(jīng)過平衡位置的瞬間,B球開始下落,B球若能擊中A球,B球下落時間應(yīng)為A球做簡諧振動半周期的整數(shù)倍,即t=nT/2。則n解出B球距A球的高度h=n2p2Lsin(n=1、2、3)點評:振動的周期性表現(xiàn)在它振動的狀態(tài)每隔一個周期的時間重復(fù)出現(xiàn),因此在討論某一狀態(tài)出現(xiàn)的時間時,要注意它的多值性,并會用數(shù)學(xué)方法表示。如本題中單擺小球從平衡位置
3、出發(fā)再回到平衡位置的時間是半周期整數(shù)倍的一系列值。例2. 若單擺的擺長不變,擺角小于5,擺球質(zhì)量增加為原來的4倍,擺球經(jīng)過平衡位置的速度減小為原來的1/2,則單擺的振動( )A. 頻率不變,振幅不變B. 頻率不變,振幅改變C. 頻率改變,振幅改變D. 頻率改變,振幅不變分析解答:單擺的周期T=,與擺球質(zhì)量和振幅無關(guān),只與擺長L和重力加速度g有關(guān)。當(dāng)擺長L和重力加速度g不變時,T不變,頻率f也不變。選項C、D錯誤。單擺振動過程中機械能守恒。如圖5所示,擺球在極限位置A的重力勢能等于擺球運動到平衡位置的動能,即mgL(1cos)= m 2/2,=,當(dāng)減小為/2時,增大,減小,振幅A減小,選項B正確
4、。(三) 課堂練習(xí)1、單擺的周期在下列何種情況時會增大()A、增大擺球質(zhì)量B、減小擺長C、把單擺從赤道移到北極D、把單擺從海平面移到高山2、甲乙兩單擺,同時做簡諧運動,甲完成10次全振動時,乙完成25次全振動,若乙的擺長為1m,則甲的擺長為_。3、一單擺擺長為98cm,t=0時開始從平衡位置向右運動,則當(dāng)t=1.2s時,下列關(guān)于單擺運動的描述正確的是()A.正向左做減速運動,加速度正在增大B.正向左做加速運動,加速度正在減小C.正向右做減速運動,加速度正在增大D.正向右做加速運動,加速度正在增大(四) 能力訓(xùn)練4、某學(xué)生利用單擺測定本地的重力加速度,他考慮了若干方案,其中正確的是()A、測出單擺的振幅,擺長和振動周期B、測出單擺的擺角、擺球的質(zhì)量和振動的振幅C、擺角只要小于5,其實際角度不必測量,但需測出單擺的擺長和振動周期D、必須測出擺角大小,擺長和振動周期5、某學(xué)生利用單擺測定重力加速度,測得擺球的直徑是2.0cm,懸線長是99.0cm,振動30次所需時間為60.0s,則測得的重力加速度值等于_cm/s2。6、一單擺的擺長為78.1cm,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.81m/s2,試求這個單擺的周期。如果將這個單擺放到月球上,月球的重力加速度是地球的0.16倍,其他條件不變,那么這個單擺在月球上的周期變?yōu)槎嗌伲浚ㄎ澹?學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容應(yīng)注意的問題:周期T與振幅、擺球質(zhì)量無關(guān),只
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