高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 单摆图片ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 单摆图片ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了目标体系构建，思维脉络，课前预习反馈，知识点1，可以忽略，简谐运动，圆弧切线，知识点2，单摆的回复力，平衡位置等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】1．知道什么是单摆，初步形成单摆的回复力及周期的概念。2．理解单摆振动的特点及其做简谐运动的条件；知道单摆周期的决定因素掌握其周期公式。3．能用实验探究影响单摆周期的因素，能定量探究单摆周期与摆长的关系。4．学会观察、实验、分析及归纳判断的方法和能力。
1．单摆模型(1)由细线和______组成。(2)细线的质量和小球相比__________。(3)小球的直径与线的长度相比__________。2．摆动特点：在摆角很小时，位移—时间图线是一条正弦曲线，说明单摆的运动是__________。
1．回复力的来源摆球的重力沿__________方向的分力。2．回复力的特点在偏角很小时，摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成______，方向总指向__________，即F＝_______。
1．探究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响(1)探究方法：__________法。(2)实验结论：①单摆振动的周期与摆球质量______。②振幅较小时周期与振幅______。③摆长越长，周期______；摆长越短，周期______。
『判一判』(1)制作单摆的细线不能太长也不能太短，1 m左右为宜。(　　)(2)制作单摆的摆球越大越好。(　　)(3)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。(　　)(4)单摆的回复力是重力沿圆弧切向的分力。(　　)(5)单摆的周期与摆球的质量无关。(　　)(6)单摆的振幅越小，周期越小。(　　)
√　×　×　√　√　×　
『选一选』单摆的振动周期在发生下述哪些情况时会增大(　　)A．摆球质量增大B．摆长减小C．单摆由赤道移到北极D．单摆由海平面移到高山顶上
『想一想』如图所示，荡秋千是人们特别是小孩子们一项喜闻乐见的运动。那么，荡秋千时小孩的运动有什么特点？其运动是简谐运动吗？
提示：荡秋千时小孩在竖直平面内往复运动；在满足一定条件下可看成是简谐运动。
如图所示，一根细线上端固定，下端连接一个金属小球，用手使小球偏离竖直方向一个夹角，然后释放。
对单摆的回复力及运动特点的理解
(1)小球受到哪些力的作用？(2)什么力提供向心力？(3)什么力提供回复力？
提示：(1)小球受细线的拉力和重力作用。(2)细线的拉力和重力沿径向的分力的合力提供向心力。(3)重力沿圆弧切线方向的分力提供小球振动的回复力。
1．回复力来源单摆的回复力是重力沿圆弧切向的分力F＝mgsin θ提供的。
(1)单摆振动的回复力为摆球重力沿圆弧切线方向的分力，回复力不是摆球所受的合外力。(2)单摆的摆动不一定都是简谐运动，只有单摆做小角度(摆角小于5°)摆动时才认为是简谐运动。
如图所示，O点为单摆的固定悬点，现将摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动中的最低位置，则在摆动过程中(　　)A．摆球在A点和C点处，速度为零，合力也为零B．摆球在A点和C点处，速度为零，回复力也为零C．摆球在B点处，速度最大，回复力也最大D．摆球在B点处，速度最大，细线拉力也最大
解析：摆球在重力和细线拉力作用下沿圆弧AC做圆周运动，在最高点A、C处速度为零，所受合力不为零，在最低点B处，速度最大，细线上拉力最大。A错，D对；摆球的回复力F＝mgsin θ中，θ为摆线偏离竖直方向的角度，所以摆球在摆动过程中，在最高点A、C处回复力最大，在最低点B处回复力为零。B、C错。
1．将一个摆长为l的单摆放在一个光滑的、倾角为α的斜面上，其摆角为θ，如图所示，下列说法正确的是(　　)A．摆球做简谐运动的回复力为F＝mgsin θsin αB．摆球做简谐运动的回复力为F＝mgsin θC．摆球经过平衡位置时合力为零D．摆球在运动过程中，经过平衡位置时，线的拉力为F′＝mgsin α思路引导：将重力准确分解到沿斜面方向是解题的关键。
惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟。摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤势能提供，运动的速率由钟摆控制。旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，如图所示。一只冬天很准的摆钟到了夏天却不准了，是走快了还是慢了？怎么调节才能重新准确计时？
对单摆周期公式的理解及应用
提示：由冬天到夏天，摆杆变长，周期变大，摆钟走慢了，应将调节螺母上移。
4．定量探究：单摆周期与摆长的关系(1)实验要点
(2)注意事项①要保证单摆在同一竖直平面内摆动。②摆动偏角尽量不要大于5°。③悬线上端不要随摆球摆动，一定要使之固定。④测量线长时要将其挂好后再测量。⑤开始计时的位置选在摆球经过平衡位置时。⑥测量周期时，一般测单摆振动30～50次全振动的时间，再求周期。⑦处理数据时，一般作出L－T2的关系图像，找出周期与摆长的关系。
一个单摆的摆长为l，在其悬点O的正下方 0.19l 处有一钉子P(如图所示)，现将摆球向左拉开到A，使摆线偏角θ<5°，放手后使其摆动，摆动到B的过程中摆角也小于5°，求出单摆的振动周期。
思路引导：单摆做简谐运动的摆长有所变化，它的周期为两个不同单摆的半周期的和。
2．如图所示，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，且R≫l弧AB。甲球从弧形槽的圆心处自由下落，乙球从A点由静止释放，问两球第一次到达C点的时间之比是多少？
1．(2020·山西省忻州市第一中学高二下学期期中)在上海走时准确的摆钟，随考察队带到北极黄河站，则这个摆钟(　　)A．变慢了，重新校准应减小摆长 B．变慢了，重新校准应增大摆长C．变快了，重新校准应减小摆长 D．变快了，重新校准应增大摆长
2．(多选)(2020·江苏苏州市高二下学期期中)如图甲所示是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线(图中的虚线)，已知P、Q分别是木板1上的两点，木板1、2的移动速度分别为v1、v2，则(　　)
3. (2020·华中师大一附中高二下学期期中)如图所示，竖直面上有一半径较大的圆弧轨道，最低点为M点，有三个小球A、B、C(可视为质点)，A球位于圆心处，B球位于弦轨道MN的顶端N点，C球位于圆弧轨道上极其靠近M的地方。现将三个小球同时由静止释放，不计一切摩擦阻力和空气阻力，则(　　)A．C球最先到达M点 B．B球最后到达M点C．A、B、C三球同时到达M点 D．条件不足，无法判断哪个小球最先、最后到达M点