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课件网) 人教版选修3-4课件：第十一章 4 单摆 读一读·思一思 辨一辨·议一议 一、单摆及单摆的回复力 阅读教材第13、14页,学习单摆知识,知道单摆是实际摆的理想化物理模型。 1.什么是单摆? 答案:细线下挂一小球,如果细线的质量与小球相比可以忽略,小球的直径与细线的长度相比可以忽略,这样的装置就叫作单摆。 2.单摆回复力的来源是什么?如何求解回复力? 答案:摆球的重力沿圆弧切向的分力是使摆球沿圆弧振动的回复力。若摆球质量为m、摆长为l、偏离平衡位置的位移为x,在偏角很小时,单摆的回复力为F=- x。 3.单摆的运动规律是什么? 答案:单摆在偏角很小时做简谐运动,其振动图象遵循正弦函数规律。 读一读·思一思 辨一辨·议一议 二、单摆的周期 阅读教材第15~17页,通过实验,探究单摆的周期。 1.实验的探究方法是什么? 答案:控制变量法。 2.实验结论是什么? 答案:(1)单摆振动的周期与摆球的质量无关。 (2)振幅较小时,周期与振幅无关。 (3)摆长越长,周期越长;摆长越短,周期越短。 读一读·思一思 辨一辨·议一议 3.周期公式是什么? 答案:荷兰物理学家惠更斯发现单摆的周期T与摆长l的二次方根成正比,与重力加速度g的二次方根成反比,他确定了计算单摆 4.如何用单摆测定重力加速度? 读一读·思一思 辨一辨·议一议 1.思考辨析。 (1)单摆是理想化物理模型。 ( ) 答案:√ (2)单摆的周期与摆球质量成正比。 ( ) 解析:实验表明,单摆的周期与摆球质量无关。 答案:× (3)摆球受到的回复力是它的合力。 ( ) 解析:单摆的回复力不是它的合力,而是重力沿圆弧方向的分力。 答案:× 读一读·思一思 辨一辨·议一议 2.探究讨论。 (1)作为一个理想化模型,应该怎样认识单摆的摆线和小球? 答案:摆线是没有弹性、没有质量的细绳,小球直径与线的长度相比可以忽略,小球摆动时空气阻力等可以忽略。 (2)单摆的周期跟哪些因素有关? 答案:单摆的周期跟摆长以及所在地的重力加速度有关。 (3)探究单摆周期与摆长关系实验中,测量周期的始末计时位置是选摆球的最高点还是最低点? 答案:最低点。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 对单摆的回复力及运动特征的理解 问题导引 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。 (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? 要点提示:(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。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 名师精讲 1.运动规律 摆球以悬点为圆心做变速圆周运动,也是以平衡位置为中心的往复运动。 2.受力规律 (1)在运动过程中只要v≠0,半径方向一定有合力。 (2)在运动过程中只要不在平衡位置,小球一定受回复力。 (3)在平衡位置,回复力为零,小球的合力并不为零,还有合力提供圆周运动的向心力。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 3.单摆做简谐运动的条件分析 因此,在摆角θ很小时,单摆做简谐运动。 单摆的摆动不一定都是简谐运动,只有单摆做小角度摆动时才认为是简谐运动。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 典例剖析 例题1 下列有关单摆运动过程中的受力,说法正确的是( ) A.单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力 B.单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力 C.单摆经过平衡位置时合力为零 D.单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力 【思考问题】 (1)单摆沿圆弧运动的向心力由哪些力来提供?(2)单摆往复运动的回复力由哪几个力来提供? 提示:(1)圆周运动的向心力是指向圆心的,它是由重力沿细线的分力与细线的拉力的合力提供的。 (2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的 ... ...
