高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动4 单摆课文ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动4 单摆课文ppt课件，共49页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课前预习反馈，可以忽略，简谐运动，单摆的回复力，圆弧切线，平衡位置，单摆的周期，控制变量，刻度尺等内容，欢迎下载使用。
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_______________。
『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。( 　　)
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＝_________。『判一判』(4)单摆的回复力是重力沿圆弧切向的分力。( 　　)(5)单摆的回复力是小球的合外力。( 　　)(6)在平衡位置时，单摆的合外力为零。( 　　)
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_________。
2．定量探究单摆的周期与摆长的关系(1)周期的测量：用停表测出单摆N(30～50)次全振动的时间t，利用 T＝_______计算它的周期。(2)摆长的测量：用_________测出细线长度l0，用_______________ 测出小球直径D，利用l＝__________求出摆长。
3．周期公式(1)公式的提出：周期公式是荷兰物理学家____________首先提出的。(2)公式：T＝__________，即T与摆长l的二次方根成_________，与重力加速度g的二次方根成_________。『判一判』(7)单摆的周期与摆球的质量无关。( 　　)(8)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』如果把在北京调准的摆钟如图所示，由北京移到赤道，则摆钟变快了？还是变慢了？要使他恢复准确，可将螺母适当向哪移动？
对单摆的回复力及运动特点的理解
要点提炼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。
典例剖析1.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。
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
对单摆周期公式的理解及应用
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。
典例剖析2.正在修建的房顶上固定的一根不可伸长的细线垂到三楼窗沿下，某同学应用单摆原理测量窗的上沿到房顶的高度，先将线的下端系上一个小球，发现当小球静止时，细线恰好与窗子上沿接触且保持竖直，他打开窗子，让小球在垂直于墙的竖直平面内摆动，如图所示，从小球第1次通过图中的B点开始计时，第21次通过B点用时30 s；球在最低点B时，球心到窗上沿的距离为1 m，当地重力加速度g取π2 m/s2；根据以上数据，求：
(1)小球运动的周期T。(2)房顶到窗上沿的高度h。
答案：(1)3 s　(2)3 m
如图所示，曲面AO是一段半径为2 m的光滑圆弧面，圆弧与水平面相切于O点，AO弧长为10 cm，现将一小球先后从曲面的顶端A和AO弧的中点B由静止释放，到达底端的速度分别为v1和v2，经历的时间分别为t1和t2，那么( 　　)A．v1T2>T3>T4　　　B．T1T4 D．T1