新教材高中物理第二章機(jī)械振動4單擺課件新人教版選擇性必修第一冊

1、4單擺第二章機(jī)械振動學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)1知道單擺的結(jié)構(gòu)2理解單擺的回復(fù)力來源及做簡諧運(yùn)動的條件3知道單擺周期的決定因素，掌握單擺的周期公式1通過單擺的教學(xué)，知道單擺是一種理想化的系統(tǒng)，學(xué)會用理想化的方法建立物理模型2通過單擺做簡諧運(yùn)動條件的教學(xué)，體會用近似處理方法來解決物理問題3通過研究單擺的周期，掌握用控制變量的方法來研究物理問題知識導(dǎo)圖預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) | 新知領(lǐng)悟1單擺模型如果細(xì)線的長度_，細(xì)線的_與小球相比可以忽略，球的_與線的長度相比也可以忽略，這樣的裝置就叫作單擺單擺是實(shí)際擺的_模型單擺及單擺的回復(fù)力不可改變質(zhì)量直徑理想化2單擺的回復(fù)力(1)回復(fù)力的來源：擺球的重力沿圓弧_方向的分力(2)回

2、復(fù)力的特點(diǎn)：在擺角很小時，單擺所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移成_，方向總指向_(3)運(yùn)動規(guī)律：單擺在擺角很小的情況下做_運(yùn)動，其振動圖像遵循正弦函數(shù)規(guī)律切線正比平衡位置簡諧擺球經(jīng)過平衡位置時，合外力是否為零？擺球到達(dá)最大位移處，v0，加速度是否等于0?【答案】單擺擺動中的平衡位置不是平衡狀態(tài)，有向心加速度，回復(fù)力為零，合外力不為零最大位移處速度等于零，但不是靜止?fàn)顟B(tài)一般單擺回復(fù)力不是擺球所受合外力，而是重力沿圓弧切線方向的分力，所以加速度不等于零(多選)關(guān)于單擺，下列說法正確的是()A擺球運(yùn)動的回復(fù)力是重力的分力B擺球經(jīng)過軌跡上的同一點(diǎn)速度是相同的C擺球經(jīng)過軌跡上的同一點(diǎn)加速度是相同的D擺

3、球經(jīng)過平衡位置時受力是平衡的【答案】AC【解析】擺球運(yùn)動的回復(fù)力由重力沿圓弧切線方向的分力提供，A正確根據(jù)簡諧運(yùn)動的對稱性可知擺球經(jīng)過軌跡上的同一點(diǎn)時速度大小相等，方向可能相同，也可能不同；加速度的大小、方向都相同，故B錯誤，C正確擺球經(jīng)過平衡位置時，回復(fù)力為零，合外力不為零，并不平衡，故D錯誤1周期公式(1)公式的提出：周期公式是荷蘭物理學(xué)家_首先提出的(2)公式：T_，即T與擺長l的二次方根成_，與重力加速度g的二次方根成_對單擺周期的理解惠更斯正比反比擺長l周期T2單擺的等時性單擺做簡諧運(yùn)動周期取決于擺長l和重力加速度g，與_、擺球_無關(guān)振幅質(zhì)量假設(shè)將一個擺鐘(如圖)帶到空間站內(nèi)，則該擺

4、動的鐘擺周期如何變化？【答案】在空間站內(nèi)擺球完全失重，回復(fù)力為零，等效值g0，擺球不擺動了，周期無窮大(2021屆上海師范大學(xué)附屬中學(xué)期中)兩個相同的單擺靜止于平衡位置，使擺球分別以水平初速v1、v2(v1v2)在豎直平面內(nèi)做小角度擺動，它們的頻率與振幅分別為f1、f2和A1、A2，則()Af1f2，A1A2Bf1A2Df1f2，A1A2【答案】C多維課堂 | 素養(yǎng)初培如圖所示，一根細(xì)線上端固定，下端連接一個金屬小球，用手使小球偏離豎直方向一個夾角，然后釋放對單擺的回復(fù)力及運(yùn)動特點(diǎn)的理解問題(1)小球受到哪些力的作用？(2)什么力提供向心力？(3)什么力提供回復(fù)力？【答案】(1)小球受細(xì)線的拉

5、力和重力作用(2)細(xì)線的拉力和重力沿徑向的分力的合力提供向心力(3)重力沿圓弧切線方向的分力提供小球振動的回復(fù)力1回復(fù)力來源單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切向的分力FG1mgsin 提供的探究總結(jié)特別提醒：(1)單擺振動的回復(fù)力為擺球重力沿圓弧切線方向的分力，回復(fù)力不是擺球所受的合外力(2)單擺的擺動不一定都是簡諧運(yùn)動，只有單擺做小角度(擺角小于5)擺動時才認(rèn)為是簡諧運(yùn)動素養(yǎng)點(diǎn)評：本探究通過對單擺的回復(fù)力及運(yùn)動特點(diǎn)的理解，培養(yǎng)“科學(xué)思維”素養(yǎng)單擺的定義精練1如圖中的各種擺的模型，哪種或哪些是單擺？【答案】是單擺【解析】的懸繩是粗繩，繩的質(zhì)量不可忽略，不是單擺；的懸繩是橡皮筋，繩長會改變，不是單擺；的

6、懸繩長度不是遠(yuǎn)大于球的直徑，不是單擺；是單擺；的上端沒有固定，繩長會改變，也不是單擺變式1(多選)單擺是為研究振動而抽象出的理想化模型，其理想化條件是()A擺線質(zhì)量不計B擺線長度不可改變C擺球的直徑比擺線長度短得多D只要是單擺的運(yùn)動就是一種簡諧運(yùn)動【答案】ABC【解析】單擺由擺線和擺球組成，擺線只計長度不計質(zhì)量，擺球只計質(zhì)量不計大小，且擺線不伸縮，A、B、C正確但把單擺作為簡諧運(yùn)動來處理是有條件的，只有在擺角很小(T2T3T4BT1T2T3T2T3T4DT1T2T3T4【答案】C素養(yǎng)點(diǎn)評：本題通過考查單擺周期，培養(yǎng)學(xué)生的“物理觀念”素養(yǎng)課堂小練 | 素養(yǎng)達(dá)成1在如圖所示的裝置中，可視為單擺的是()【答案】A【解析】單擺的懸線要求無彈性，直徑小且質(zhì)量可忽略，故A正確，B、C錯誤；懸點(diǎn)必須固定，故D錯誤2置于水平面的支架上吊著一只裝滿細(xì)沙的小漏斗，讓漏斗左右擺動，于是桌面上漏下許多沙子，一段時間后桌面上形成一沙堆，沙堆的縱剖面在下圖中最接近的是()【答案】C【解析】單擺在平衡位置的速度大，漏下的沙子少，越接近兩端點(diǎn)速度越小，漏下的沙子越多，故C選項(xiàng)符合題意【答案】C4如圖所示，圖甲是利用沙擺演示簡諧運(yùn)動圖像的裝置當(dāng)盛沙漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時，做簡諧運(yùn)動的漏斗漏出的沙在板上形成的曲線顯示出沙擺的振動位移隨時間的變化關(guān)