人教版物理選擇性必修一 單擺

1本節(jié)內(nèi)容呈現(xiàn)路徑問(wèn)題情境(導(dǎo)入：?jiǎn)螖[）

問(wèn)題分析：?jiǎn)螖[的運(yùn)動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)問(wèn)題探究：?jiǎn)螖[的周期知識(shí)應(yīng)用觀察、思考、推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理、歸納常規(guī)、探索、實(shí)踐24.單擺課程標(biāo)準(zhǔn)——機(jī)械振動(dòng)1.2.1通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征。能用公式和圖像描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。1.2.2通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究單擺的周期與擺長(zhǎng)的定量關(guān)系。知道單擺周期與擺長(zhǎng)、重力加速度的關(guān)系。會(huì)用單擺測(cè)量重力加速度的大小。1.2.3通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)受迫振動(dòng)的特點(diǎn)。了解產(chǎn)生共振的條件及其應(yīng)用。5理解單擺模型的條件。能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和理論推導(dǎo)，判定單擺小角度振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究知道單擺周期的影響因素知道單擺周期與擺長(zhǎng)、重力加速度的定量關(guān)系，能解決相關(guān)實(shí)際問(wèn)題學(xué)習(xí)目標(biāo)一.認(rèn)識(shí)單擺判斷：以下能否看成單擺模型細(xì)繩鐵球細(xì)繩塑料球橡皮繩鐵球粗麻繩鐵球細(xì)繩鐵球細(xì)繩繞在柱上鐵球條件：1.細(xì)線長(zhǎng)度不變2.“輕繩”3.小球可視為質(zhì)點(diǎn)4.忽略空氣阻力理想模型質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)電荷自由落體平拋運(yùn)動(dòng)彈簧振子電流元理想氣體理想變壓器點(diǎn)光源..........1.猜想：?jiǎn)螖[的運(yùn)動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？二.探究單擺的運(yùn)動(dòng)2.驗(yàn)證：方法一：方法二：運(yùn)動(dòng)學(xué)特征—單擺擺動(dòng)的X-t圖像是否為正弦曲線動(dòng)力學(xué)特征—單擺擺動(dòng)的回復(fù)力是否滿足F回=-kxOCBAθO’單擺小角度擺動(dòng)時(shí)：1.平衡位置：最低點(diǎn)O2.受力分析：重力G、拉力TGTG2G13.回復(fù)力來(lái)源：重力沿切向的分力思考1：誰(shuí)提供回復(fù)力？思考2：回復(fù)力是T和G的合力么？切向：徑向：F回=-kx方法二：動(dòng)力學(xué)特征9擺角正弦值弧度值1o0.017540.017452o0.034900.034913o0.052340.052364o0.069760.069815o0.087160.087276o0.104530.104727o0.121870.122178o0.139170.139639o0.156430.1570810o0.173650.17445sinθ≈θ|X|≈弧長(zhǎng)=LθF回=-kx

X結(jié)論單擺在擺角很小的情況下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)L思考3：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在平衡位置的合外力一定為0么？思考4：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力都是由合外力提供么？11三.單擺的周期1.猜想：?jiǎn)螖[的周期與哪些因素有關(guān)？振幅質(zhì)量擺長(zhǎng)2.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法（1）單擺的周期與振幅無(wú)關(guān)3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：擺的等時(shí)性（2）單擺的周期與質(zhì)量無(wú)關(guān)（3）單擺的周期與擺長(zhǎng)有關(guān)12單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系：實(shí)驗(yàn)次數(shù)線長(zhǎng)cm半徑cm擺長(zhǎng)cm周期T（s)周期的平方T2(S2)130.000.9530.951.121.25248.950.9549.901.422.02376.000.9576.951.763.10481.800.9582.751.823.31593.000.9593.951.953.806108.500.95109.452.104.41荷蘭物理學(xué)家惠更斯經(jīng)過(guò)詳盡的研究得到：?jiǎn)螖[做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T與擺長(zhǎng)l的二次方根成正比，與重力加速度g的二次方根成反比，而與振幅、擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān)?；莞勾_定了計(jì)算單擺的周期的公式：

三.單擺的周期14

應(yīng)用LθT等效擺長(zhǎng)等效重力加速度垂直于紙面前后擺動(dòng)LLθθ15理想模型：?jiǎn)螖[條件：懸點(diǎn)：固定擺線：輕而長(zhǎng)，幾乎沒(méi)有形變擺球：小而重單擺的運(yùn)動(dòng)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)x-t圖像：正弦曲線回復(fù)力：重力沿切向的分力mgsinθ單擺的周期應(yīng)用：等效擺長(zhǎng)等效重力加速度課堂小結(jié)16隨堂演練1.（對(duì)單擺回復(fù)力的理解）（多選）一單擺做小角度擺動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖所示，以下說(shuō)法正確的是（

）A.t1時(shí)刻擺球速度為0，擺球的合外力為0B.t2時(shí)刻擺球速度最大，懸線對(duì)它的拉力最小C.t3時(shí)刻擺球速度為0，擺球的回復(fù)力最大D.t4時(shí)刻擺球速度最大，懸線對(duì)它的拉力最大CD172.（單擺周期公式的應(yīng)用）（多選）惠更斯利用擺的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器，叫擺鐘。擺鐘運(yùn)行時(shí)克服摩擦所需的能量由重錘的勢(shì)能提供，運(yùn)行的速率由鐘擺控制。旋轉(zhuǎn)鐘擺下端的螺母可以使擺上的圓盤沿?cái)[桿上下移