人教新課標41單擺教學設(shè)計 省賽獲獎

更上一層樓基礎(chǔ)·鞏固1.關(guān)于單擺，下列認識中正確的是（）A.一根線系著一個球懸掛起來，這樣的裝置就是單擺B.可以看成單擺的裝置中，細線的伸縮和質(zhì)量忽略不計，線長比小球直徑大得多C.單擺的振動總是簡諧運動D.兩個單擺只要結(jié)構(gòu)相同，它們的振動步調(diào)便相同解析：單擺是實際擺的理想化模型，實際擺只有在不計繩的伸縮、質(zhì)量和阻力，小球可以看作質(zhì)點時才能看作單擺，所以選項A錯誤，選項B正確；單擺的運動只有在擺角很小時才能近似看作簡諧運動，所以選項C錯誤；兩個單擺結(jié)構(gòu)相同，固有周期相同，但振動步調(diào)不一定相同，所以選項D錯誤.答案：B2.下列說法正確的是（）A.單擺的等時性是由惠更斯首先發(fā)現(xiàn)的B.單擺的等時性是由伽利略首先發(fā)現(xiàn)的C.惠更斯首先將單擺的等時性用于計時D.伽利略首先發(fā)現(xiàn)了單擺的等時性，并把它用于計時解析：首先發(fā)現(xiàn)單擺等時性的是伽利略，首先將單擺的等時性用于計時的是惠更斯.答案：BC3.下述哪種情況下，單擺的周期會增大（）A.增大擺球質(zhì)量B.縮短擺長C.減小單擺振幅D.將單擺由山下移到山頂解析：由單擺的周期公式T=2π可知，g減小時周期會變大，正確答案為D.答案：D4.單擺通過平衡位置時，小球受到的回復力()A.指向地面B.指向懸點C.數(shù)值為零D.垂直于擺線解析：做簡諧運動的質(zhì)點，只有在離開平衡位置時才受到回復力，“平衡位置”的意義就是回復力為零的位置，此處的合力卻不一定為零.答案：C5.下列有關(guān)單擺運動過程中的受力說法，正確的是()A.單擺運動的回復力是重力和擺線拉力的合力B.單擺運動的回復力是重力沿圓弧切線方向的一個分力C.單擺過平衡位置的合力為零D.單擺運動的回復力是擺線拉力的一個分力解析：單擺運動是在一段圓弧上運動，因此單擺運動過程不僅有回復力，而且有向心力，即單擺運動的合外力不僅要提供回復力，而且要提供向心力，故選項A錯誤；單擺回復力是重力沿圓弧切線方向的一個分力，而不是擺線拉力的分力，故選項B正確，選項D錯誤；單擺過平衡位置時，回復力為零，向心力最大，故其合外力不為零，所以選項C錯誤.答案：B6.單擺做簡諧運動的回復力是（）A.擺球的重力B.擺球所受重力與懸線對擺球的拉力的合力C.懸線對擺球的拉力D.擺球所受重力在圓弧切向上的分力解析：單擺做簡諧運動時，擺球如同做圓周運動，擺球重力的切向分力充當回復力，擺球重力的徑向分力與擺線拉力的合力充當向心力.答案：D7.將秒擺（周期為2s）的周期變?yōu)?s，下列措施可行的是（）A.將擺球的質(zhì)量減半B.振幅減半C.擺長減半D.擺長減為原來的解析：單擺的振動周期與擺球的質(zhì)量、振幅無關(guān)，故選項A、B錯；由T=2π知選項D正確.答案：D8.甲、乙兩個單擺,甲的擺長為乙的4倍,甲擺的振幅是乙擺的3倍,甲擺球的質(zhì)量是乙的2倍,那么甲擺動5次的時間里,乙擺動__________________次.解析：單擺的振動周期與振幅和擺球的質(zhì)量無關(guān)，根據(jù)公式T=2π可以判斷甲的周期是乙的2倍，甲在擺動5次的時間內(nèi)，乙擺動了10次.答案：10綜合·應用、B兩個單擺,在同一地點A全振動N1次的時間內(nèi)B恰好全振動了N2次,那么A、B擺長之比為()A.B.C.()2D.()2解析：A、B兩個物體在相同的時間內(nèi)振動周期之比為，在同一地點重力加速度相同，根據(jù)公式T=2π可以判斷擺長之比為周期之比的平方，所以選項D正確.答案：D10.（經(jīng)典回放）如圖11-4-5所示，一向右運動的車廂頂上懸掛兩單擺M與N圖11-4-5A.車廂做勻速直線運動，M在擺動，N靜止B.車廂做勻速直線運動，M在擺動，N也在擺動C.車廂做勻速直線運動，M靜止，N在擺動D.車廂做勻加速直線運動，M靜止，N也靜止解析：車廂做勻速直線運動或靜止時，都是處于平衡狀態(tài)，N可以是靜止，也可以是在擺動中；M只能在擺動中，因為M所受的外力不為零；車廂做勻加速直線運動時，M可能相對車廂靜止，也可能是在擺動中某一瞬時所在位置，N只可能是在擺動中經(jīng)過最低點的瞬間，因為此時N在水平方向所受合力為零，不可能與車廂相對靜止.答案：AB11.(2022天津理綜)一單擺做小角度擺動，其振動圖象如圖11-圖11-4-6時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最小時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最小時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最大時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最大解析：在t1時刻，擺球處于最大位移處，速度為零，在t2時刻，擺球處于平衡位置，速度最大，所以A、B選項錯誤，在t3時刻擺球處于最大位移處，速度為零，T-mgcosθ=m=0,T=mgcosθ，在t4時刻，擺球處于平衡位置，速度最大，T-mgcosθ=m,T=mgcosθ+m，所以D選項正確.答案：π12.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，如果擺球質(zhì)量分布不均勻，某同學設(shè)計了下面一種測量方法：第一次量得懸線長為l1，測得周期T1；第二次改變懸線的長度為l2，測得周期為T2，由此可以推算出g=__________________.解析：題述為一種解決不知球的重心位置（或不便測量小球直徑）時測重力加速度的方法，設(shè)球的重心位置離擺線下端距離為h，由實驗原理知，g=,g=，利用以上二式，消去h即得g=.答案：13.某人用單擺測定山頂高度（海拔高度），在山頂用標準計時裝置記錄單擺（等幅振動）振動1000次的時間.再將該單擺移到海拔高度為零、g=9.8m/s2的低處，在同一時間內(nèi)，單擺振動了1001次.地球半徑R取6400km，求此山的海拔高度.解析：根據(jù)題意可知周期之比為=，根據(jù)公式T=2π可得：c=()2=()2.又因為G=mg0，G=mg，所以()2==()2，解得h=R/1000=6.4km.答案：6.4km14.一個理想的單擺，已知其周期為T.如果由于某種原因（如轉(zhuǎn)移到其他星球）重力加速度變?yōu)樵瓉淼模穹優(yōu)樵瓉淼?，擺長變?yōu)樵瓉淼?，擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?，它的周期變?yōu)槎嗌伲拷馕觯簡螖[的周期與振幅和擺球質(zhì)量無關(guān)，只與擺長和重力加速度有關(guān)，可以根據(jù)公式T=2π進行計算.答案：由單擺周期公式T=2π，由于g′=，l′=，所以T′=2π=T.15.周期是2s的單擺叫做秒擺，秒擺的擺長是多少？把一個