江苏省物理学案（选修3-4）：11.4 单摆

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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(,)
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】：
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