人教版 (新课标)选修3选修3-4第十一章 机械振动4 单摆学案及答案

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第十一章 第4节 单摆 班级 姓名 学号______ 【目标导学】： 学习目标： 1．理解单摆振动的特点及它做简谐运动的条件； 2．掌握单摆振动的周期公式及决定因素； 3．知道用单摆测定重力加速度的方法。 学习重点： 掌握好单摆的周期公式及其成立条件。 学习难点： 单摆回复力的分析。 【课前预习】 1．结构：如图，细线上端固定，下端系一小球，如果细线的质量与______相比可以忽略，_______与线的长度相比也可忽略，同时不计线的伸缩,这样的装置就叫做单摆。 单摆是实际摆的________的模型 2．单摆摆球的运动特点： (1)摆球以悬点为圆心在竖直平面内做____________。 (2)摆球同时以最低点O为平衡位置做____________。 【新课教学】 一、单摆的回复力 1．单摆的平衡位置在哪里？ 2．作图得出单摆的回复力 3．证明在偏角θ很小的情况下,单摆的振动为简谐运动.(请同学们通过看书自已写出证明) 【例1】单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型,其理想化条件是( ) A.摆线质量不计 B.摆线长度不伸缩 C.摆球的直径比摆线长度短得多 D.只要是单摆的运动就是一种简谐运动 【拓展1】下列关于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.单摆过平衡位置时，所受的合力为零 D.单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力 二、单摆的周期 1．影响单摆周期的因素 观察实验并填空： (1)单摆的周期与摆球的质量_________； (2)在偏角很小时，单摆的周期与振幅________.这是单摆的等时性，是由伽利略首先发现； (3)单摆的周期与摆长____________，摆长越长，周期_________； (4)单摆的周期还与重力加速度有关。 2. 单摆的周期公式 荷兰物理学家惠更斯经详细研究单摆的振动,发现:单摆做简谐运动的周期T与摆长L的__________成正比,与重力加速度g的__________成反比,而与振幅、摆球的质量无关。 即：T=2π EQ \R(, EQ \F(L,g) )  其中L是等效摆长是指_____________________________________________。 g是________________________________。 【例2】 如图所示,摆球可视为质点,两细绳长均为L,摆球做垂直纸面的小角度摆动,则摆的周期为____________ 【拓展2】下述哪种情况下,单摆的周期会增大:（ ） A．增大摆球质量 B．缩短摆长 C．减小单摆振幅 D．将单摆由山下移到山顶 【课堂小结】： 【总结反思】：