选择性必修 第一册第三节 单摆教课内容课件ppt

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1.单摆的组成：由细线和____组成．2.理想化模型．(1)细线的质量和小球相比________．(2)小球的直径与线的长度相比________．3.单摆的回复力．(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＝________．从回复力特点可以判断单摆做简谐运动．
1.探究单摆的振幅、位置、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____．
1.一单摆做小角度摆动，其振动图像如下图所示，以下说法正确的是(　　)A．t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B．t2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小C．t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D．t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大解析：由振动图像可知t1和t3时刻摆球偏离平衡位置的位移最大，此时摆球速度为零，悬线对摆球拉力最小；t2和t4时刻摆球位移为零，正在通过平衡位置，速度最大，悬线对摆球拉力最大，故D正确．
2.(多选)发生下列哪些情况时，单摆周期会增大(　　)A．增大摆球质量B．增大摆长C．减小单摆振幅D．将单摆由山下移至非常高的山顶
1.单摆的回复力．(1)单摆受力：如下图所示，受细线拉力和重力作用．(2)向心力来源：细线拉力和重力沿径向的分力的合力．(3)回复力来源：重力沿圆弧切线方向的分力F＝mg sin θ提供了使摆球振动的回复力．
【典例1】　图中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
[核心点拨]　(1)摆球在平衡位置时，速度最大．(2)摆球在最大振幅处，速度为零．解析：摆球在摆动过程中，最高点A、C处速度为零，回复力最大，合力不为零，在最低点B处，速度最大，回复力为零，细线的拉力最大．
关于单摆的回复力的三点提醒(1)单摆振动中的回复力不是它受到的合力，而是重力沿圆弧切线方向的一个分力．单摆振动过程中，有向心力，这是与弹簧振子不同之处．(2)在最大位移处时，因速度为零，所以向心力为零，故此时合力也就是回复力．(3)在平衡位置处时，由于速度不为零，故向心力也不为零，即此时回复力为零，但合力不为零．
1.下列有关单摆的运动的说法正确的是(　　)A．单摆做简谐运动的回复力是重力沿圆弧法线方向的一个分力B．单摆做简谐运动的平衡位置合力不为零C．单摆做简谐运动的振幅等于摆动中最高点与最低点的高度差D．相邻的两次经过平衡位置的时间为单摆的一个周期
解析：单摆做简谐运动的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，A错误；单摆做简谐运动的平衡位置回复力为零，但合力指向圆心，不为零，B正确；单摆做简谐运动的振幅等于摆动中最高点与最低点的距离，C错误；相邻的两次经过平衡位置的时间为单摆的一个周期的二分之一，D错误．
3.(多选)如下图所示为单摆的振动图像，g取10 m/s2，π2＝10，根据此振动图像能确定的物理量是(　ACD　)A．摆长　B．回复力　　C．频率　D．振幅
3.对周期公式的理解．(1)单摆的周期公式在单摆偏角很小时成立(偏角为5°时，由周期公式算出的周期和准确值相差0.01%).(2)公式中L是摆长，即悬点到摆球球心的距离L＝L线＋r球．(3)公式中g是单摆所在地的重力加速度，由单摆所在的空间位置决定．(4)周期T只与L和g有关，与摆球质量m及振幅无关，所以单摆的周期也叫固有周期．
改变单摆振动周期的途径(1)改变单摆的摆长．(2)改变单摆的重力加速度(如改变单摆的位置或让单摆失重或超重).(3)明确小角度的情况下，单摆振动周期与单摆的质量和振幅没有任何关系．