單擺高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修一

第四節(jié)單擺生活觀察秋千的擺動鐘擺的擺動游樂大擺錘的擺動思考：1.以上物體在做什么運動？2.擺動物體的特點，你是否可以簡化出一種新的理想化的物理模型呢？一、單擺1.定義：擺球+擺線組成的系統(tǒng)2.條件：（1）不計空氣阻力（2）擺球：看成質(zhì)點（3）擺線：不計質(zhì)量，不可伸長，L線>>d球理想化模型——質(zhì)量大體積小一、單擺練習(xí)：以下圖中是否表示單擺？橡皮筋②粗麻繩③

細繩①④××××長細線⑤鋼球√二、單擺的回復(fù)力問題：單擺的振動是否為簡諧運動？方法一：單擺的x-t圖象是否滿足正弦規(guī)律方法二：振動方向F=-kxOO'

mgT二、單擺的回復(fù)力1.平衡位置：最低點O2.回復(fù)力來源：切向：徑向：回復(fù)力：（向心力）（回復(fù)力）θ正弦值弧度值1°0.017540.017452°0.034900.034913°0.052340.052364°0.069760.069815°0.087160.087276°0.104530.104727°0.121870.122178°0.139170.13963二、單擺的回復(fù)力近似1：θ小，sinθ≈θ近似2：x≈弧長=L?θ公式變形：

x單擺在豎直面內(nèi)的擺動是簡諧運動當(dāng)最大擺角很小時（θ＜5°）,三、單擺的周期問題1：單擺振動的周期與哪些因素有關(guān)呢？猜想：振幅？質(zhì)量？擺長？重力加速度？實驗方法：控制變量法三、單擺的周期問題1：單擺振動的周期與哪些因素有關(guān)呢？猜想：振幅？質(zhì)量？擺長？重力加速度？實驗方法：控制變量法實驗結(jié)論：

單擺振動周期與小球質(zhì)量，振幅無關(guān)，只與擺長有關(guān)；擺長越長，周期越長。三、單擺的周期問題2：周期與擺長的定量關(guān)系是怎樣的呢？猜想：

新課教學(xué)三、單擺的周期問題2：周期與擺長的定量關(guān)系是怎樣的呢？猜想：實驗結(jié)論：

三、單擺的周期1.惠更斯原理：單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比。2.公式:3.

單擺周期跟振幅、擺球的質(zhì)量無關(guān)4.區(qū)分彈簧振子：條件：擺角α<5°擺長:懸點；細繩長度＋小球半徑緯度↑，g↑高度↑，g↓三、單擺的周期5.應(yīng)用：(1)計時器：利用等時性惠更斯在1656年首先利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器(1657年獲得專利權(quán)).

秒擺：周期為2s(2)測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭四、課堂小結(jié)單擺1.理想化模型2.擺角小時，簡諧運動

受力強調(diào)振動方向的情況3.周期五、課堂練習(xí)1.對于單擺,下列說法正確的是(

)A.單擺振動時,擺球受到的向心力大小處處相等B.單擺運動的回復(fù)力就是擺球受到的合力C.擺球經(jīng)過平衡位置時所受回復(fù)力為零D.擺球經(jīng)過平衡位置時所受合外力為零答案:C五、課堂練習(xí)2.某單擺由1m長的擺線連接一個直徑2cm的鐵球組成，關(guān)于單擺周期，下列說法中正確的是()A.用大球替代小球，單擺的周期不變B.擺角從5°改為3°，單擺的周期會變小C.用等大的銅球替代鐵球，單擺的周期不變D.將單擺從赤道移到北極，單擺的周期會變大C單擺周期與擺長和重力加速度有關(guān)，與振幅和質(zhì)量無關(guān)。五、課堂練習(xí)3.如圖所示單擺，小球在A、B之間作小角度的往返運動，則（

）A．小球的質(zhì)量越大，其振動的頻率越大B．OA、OB之間夾角越小，小球振動的頻率越小C．?dāng)[長越長，小球振動的頻率越小D．將整個裝置移至我國空間站“天和”核心艙中，小球振動的頻率減小答案:C五、課堂練習(xí)4.(多選)如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖像，下列說法中正確的是(

)A．甲、乙兩單擺的擺長相等B．甲擺的振幅比乙擺大C．甲擺的機械能比乙擺大D．在t＝0.5s時有正向最大

加速度的是乙擺ABD五、課堂練習(xí)5.置于水平面的支架上吊著一只裝滿細沙的小漏斗，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(

)C平衡位置速度最大，漏沙較少，越是接近振幅，速度越接近零，漏沙較多。五、課堂練習(xí)D五、課堂練習(xí)6.如圖所示，MN為半徑較大的光滑圓弧的一部分，把小球A放在MN的圓心處，再把另一個小球B放在MN上離最低點C很近的B處(弧BC所對圓心角小于5°)，今使兩小球同時由靜止釋放，則（）

A.球A先到達C點

B.球B先到達C點

C.兩球同時到達C點

D.無法確定哪個球先到達C點A五、課堂練習(xí)7.如圖所示，一小球用細線懸掛于O點，細線長為L，O點正下方處有一鐵釘。將小球拉至A處無初速釋放(擺角很小)，這個擺的周期是

（

）

LA0D五、課堂練習(xí)8.如圖所示，已知該單擺的擺長