《单摆》导学案.docx

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1、学习系统化成果共事化学习体骏分享课时11,4单摆学习育生化B标明晰化J课程学习目标1 .知道什么是单摆,了解单摆运动的特点。2 .通过试验,探究单摆的周期与摆长的关系。3 .知道单摆的周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度。知识体系梳理1 .单摆的志向化条件质量关系:细线质量与0相比可以忽视。(2)线度关系:小球的_与线的长度相比可以忽视。(3)力的关系:空气等对小球的与小球重力和线的拉力相比可以忽视。单摆是实际摆的,试验中为满意上述条件,我们尽量选择、的球和尽量细的线.2 .单摆的回复力(1)回复力来源:摆球的重力沿的分力是使摆球沿圆弧振动的回复力。(2)回复力大小:若摆球质量

2、为m、摆长为4偏离平衡位置的位移为“在偏角很小时,单摆的回复力为。(3)回复力的特点:在偏角很小时,单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成,方向总指向,即.3 .单摆的周期(1)试验表明,单摆振动的周期与摆球无关,在振幅较小时与无关,但与摆长有关,摆长一周期也越大。周期公式:荷兰物理学家发觉单摆的周期厂与摆长/的二次方根成,与重力加速度g的二次方根成,他确定了计算单摆周期的公式为,4 .用单摆测定重力加速度原理:由=2导g=,即只要测出单摆的和,就可以求出当地的重力加画图法处理试验数据:分别以/和广为纵坐标和横坐标,画出函数的图象,它应当是一条直线,由该直线的斜率可求出的值进而求出重力加速度

3、0JS维探究与创新导学区不议不讲41能IltUt系个11化重点难点探究主题1：单摆的动力学分析情景:某同学想探讨单摆的运动,他把摆球拉到某一旗然后释放,发觉小球总在关于蜀氐点对称的圆弧上振动,并且越靠近最低点运动得越快,如图所示.他立刻想到了刚刚学过的弹簧振子的简谐运动。问题：（1）单摆沿圆弧运动的向心力由哪些力来供应？（2）单摆往复运动的回复力由哪几个力来供应？阅读课本相关内容,思索单摆做简谐运动的条件。主题2：单摆的周期公式及其应用问题:“探究单摆周期与摆长的关系”的试验主要采纳了哪种试验方法？为减小误差,试验中测周期和摆长时都要取平均值二者取平均值的方法有何不同？王红同学学习了单摆周期公

4、式后,想把奶奶家墙上越走越慢的老式“挂钟”调准,她该怎么做？（4）某校科技小组利用单摆周期公式测当地重力加速度,发觉测出的结果比上网查到的结果总是偏大。请探讨后分析可能的缘由。b-ebA第技能应用与拓展二第二局园学区不练不讲检现*催化智能数字化基础智能检测1 .（考杳单摆的回复力）单摆振动的回复力是（）.A摆球所受的重力B.摆球重力在垂直悬线方向上的分力C悬缴腰球的拉力D.摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力2 .（考查单摆的周期公式）将秒摆的周期变为4s,下列措施正确的是（）A.只将摆球质量变为原来的（B.只将振幅变为原来的2倍C.只将摆长变为原来的4倍D.只将摆长变为原来的16倍3 .（考查

5、单摆的周期）在一个单摆装置中,摇摆物体是一个装满水的空心小球,球的正下方有一小孔,当摆起先以小角度摇摆时,让水从球中连续流出,直到流完为止,则摆球的周期将（）。A.渐渐增大B.渐渐减小C先增大后减小D.先减小后增大4 .（考查单摆的振动图象）图示为在同一地点的48两个单摆做简谐运动的图象,其中实线表示4的运动图象,虚线表示8的运动图象。以下关于这两个单摆的推断中正确的是（）.A.这两个单摆的摆球质量肯定相等B.这两个单摆的摆长肯定不同C.这两个单摆的最大摆角肯定相同D.这两个单摆的振幅肯定相同材科经典化视窗多五化全新视角拓展拓展一:单摆周期公式的应用1 .有一单摆,其摆长=.02m,摆球的质量

6、n=0.10kg,已知单摆做简谐运动,单摆振动30次用的时间/=60.8S0试求当地的重力加速度。拓展二:用单摆测定重力加速度试验甲2利用单摆做简谐运动的周期公式,可以很精确地测量当地的重力加速度.如图甲所示,利用一根长细线,一个带孔的小铁球,一个铁架台组成一个简洁的单摆,再利用亳米刻度尺测出单摆的摆长,用秒表测出单摆的周期,最终通过计算就可以求出当地的重力加速度的值。依据所给情景,单摆摆长应当如何测量？（2）单摆周期的测量往往是先测出若干个周期（如50个周期）的时间,再求出一个周期。在测量时间时,起先计时（也是停止计时）的位置应选在哪里？下表是用单摆测定重力加速度试验中获得的有关数据：摆长布

7、0.50.60.81.1周期型1.92.43.24.8例1用上述数据在图乙坐标系中描出/-72图象。明IJ用图线可知,取T2=4.2s2时,/=m,重力加速度g=ms2一总结评价与反思第四层级上“区,不.不复思州图形化图形IL观化J思维导图构建l理想化模型T模型特点I单摆的同笈力E摆球重力沿切线方向的分力I而）-单摆的周期S产参考答案学问体系梳理创球直径P且力破向化模型酶量大、爸林积小圆弧切向。F=詈X.（正比颂砥位置F=-kx质量振幅越长。惠更职正比，反比，72gg=等摆长/和周期7；唱72品重难点探究主题1解答：圆周运动的向心力是指向圆心的。如图乙所示,当摆球运动到尸点时受到重力G和细线的

8、拉力F的作用,将重力G沿切线和细线两方向分解为户和G.沿细线方向=尸-G=尸Gos4它的作用是变更摆球的运动方向,供应摆球做圆周运动的向心力。（2）小球静止在。点时,悬线竖直悬线的拉力和小球的重力平衡,这个位置即为单摆的平衡位置。当摆球运动到尸点时,将重力G沿切缭口细线两方向分解,切线方向尸=GSin，它的作用是变更摆球速度的大小,使小球回到平衡位置即为摆球供应做振动的回复力。（3）只有摆角很小时摆球相对于。点的位移X才和赛所对的弧长近似相等,所以有sin必3X表示摆球偏离平衡位置的位移,/表示单摆的摆长）,因此单摆的回复力F=mgsn8呼。又因为单摆回复力的方向与摆球偏离平衡位置的位移方向相

9、反,所以F=-mgsin8二罕二代满意简谐运动的条件。由此可以知道在偏角很小（通常85。）时,单摆做简谐运动。学问链接:单摆做简谐运动过程中,回复力并不是合力供应的（仅在左、右最大位移处合力供应回复力）.主题2解答:限制变量法。测周期要用“累积法”,一次测量几十次全振动的时间,然后计算周期;测摆长是多次测量后取平均值。老式挂钟越走越慢是因为挂钟”的周期比标准时钟的周期大,应把钟摆下面的小螺母适当上调,通过减小摆长来调小周期。(4)可能的缘由有两个:一是把摆线长度加上小球的直径当作了摆长;二是测周期记录全振动次数时多数了起先计时的一次。学问链接:测摆长时,应悬挂摆球后测量,摆长是摆线长和摆球半径之和;测周期时,为减小误差应从平衡位置起先计时,基础智能检测1.B2.C3.C4.BD全新视角拓展19.79ms22.先测量出悬挂点到小球的细线长度再测出小球的直径。则摆长/二/丐。测量时间的起先位置应当是单摆的平衡位置,因为小球通过该位置时速度最快。(3)-72图象如图丙所示。产N.2s2时,从图丙中画出的直线上可读出其摆长Z=I.05m,将产与/代入公式g写得g=986ms2平衡位置砂口图丙所示1.059.86