2019高二物理选修34第十一章：114单摆(无答案)语文

第四节：单摆学案1

【本章课标转述】

通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系；知道单摆周期与重力加速度的关系；会用单摆测定重力加速度。

【学习目标】

1、说出什么是单摆，

2、说出单摆运动的特点。

【学习过程】

自学导引：

本节讨论单摆振动的图像和回复力，单摆做简谐运动的条件。

1、认识单摆

．．．．

（1）什么是单摆？

（2）为什么说单摆也是一种理想化模型？

练习：试选择适合制作单摆的材料

约1米长的细线、约50厘米长缆绳、约1米长金属棒、约80厘米长的弹性绳、直径约10厘米的橡皮球、直径约1厘米的金属小球、乒乓球（把需要用的材料用横线画出来）演示实验：

利用课本P13页图11.4-2的装置获得单摆的振动图像，并判断单摆的摆动是不是简谐运动

2、单摆的回复力

．．．．．．

仔细研读课本P14页内容，找出单摆在平衡位置，摆动过程中及最高点的受力情况，并尝试推导单摆回复力与位移的关系。

延伸提高：

（1）单摆运动的轨迹是什么？

（2）单摆做的是什么运动？

（3）单摆做简谐运动时的回复力与所受重力，拉力及它的合外力有什么关系？

（4）单摆摆动时，沿运动方向的力的作用是什么？沿半径方向的力的作用是什么？

知识链接：傅科摆

为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（1819—1868）于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由此而得名。实验在法国巴黎的一个圆顶大厦进行，摆长67米，摆锤重28公斤，悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。这种摆惯性和动量大，因而基本不受地球自转影响而自行摆动，并且摆动时间很长。在傅科摆实验中，人们看到，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化。分析这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变，因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球是在自转。傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面顺时针转动；在南半球时，摆动平面逆时针转动，而且纬度越高，转动速度越快；在赤道上的摆几乎不转动。

反馈：课本问题与练习

第四节：单摆学案2

【本章课标转述】

通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系；知道单摆周期与重力加速度的关系；会用单摆测定重力加速度。

【学习目标】

1、实验，探究单摆的周期与摆长的关系。

2、说出单摆周期与摆长、重力加速度的关系。

3、会用单摆测定重力加速度。

【学习过程】

本节探究单摆周期与摆长的关系并用单摆测定重力加速度。

1、单摆的周期

．．．．．

实验一：通过课本P14页演示实验，探究单摆的振幅、质量、摆长对周期各有什么影响？

结论：1、单摆振动的周期与摆球振幅________；

2、单摆振动的周期与摆球质量________；

3、单摆振动的周期与摆球摆长________。

实验二：通过课本P15页实验探究单摆周期与摆长的定量关系

（1）仔细研读课本P15页关于“探究单摆周期与摆长的关系”的6个注意点，并说明原因。

（2）数据记录

用刻度尺测量绳长l（悬点到球上端）、用游标卡尺测量小球直径、用秒表测量摆球n次全振动所用时间t（注意应从最低点开始计时），将数据记录入下表格，并计算出摆长l，周期T

（3）数据处理

计算出l ，并将T 、l 用描点法画在右下图中，试分析T 与l 的定量关系 结论：_____________________________

实验三：用单摆测定重力加速度

利用荷兰物理学家惠更斯确定的单摆周期公式 计算当地重力加速度。

方法一：利用推导公式 2

24T

l

g π=计算。 将l 1、T 1带入求出g 1，将l 2、T 2带入求出g 2，将l

g 3的平均值。

方法二：求出T 2，以l 和T 2倾斜程度求出

2

4πg ，进而求出重力加速度g 。

=2

4πg ___________

g=_________ 误差分析： 反馈：问题与练习

【本章课标转述】

通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系；重力加速度。 【学习目标】

1、练习单摆周期与摆长的关系。

2、练习单摆周期与摆长、重力加速度的关系。

3、练习单摆测定重力加速度。

单 摆 练 习 题

1、伽利略首先发现：在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟 无关，单摆的这种性质叫 。

2、对单摆在竖直面内的振动,下面说法中正确的是( ). A 、摆球所受向心力处处相同 B 、摆球的回复力是它所受的合力 C 、摆球经过平衡位置时所受回复力为零 D 、摆球经过平衡位置时所受合外力为零

3、若单摆的摆长不变，摆球质量变为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的1/2，则（ ）

A 、频率不变，振幅不变

B 、频率不变，振幅变小

C 、频率不变，振幅变大

D 、频率改变，振幅不变

4、一个质量为m 的空心球用一根长线把它悬挂起来，先让它空腔充满水，然后让水从小球底部的小孔慢慢流出来，如果让球摆动，那么这时振动周期的变化情况是（ ） A 、变大 B 、变小 C 、先变大后变小 D 、先变小后变大

5、把在北京调准的摆钟，由北京移至赤道时，摆钟的振动（ ） A 、变慢了，要使它恢复准确，应增加摆长 B 、变慢了，要使它恢复准确，应缩短摆长 C 、变快了，要使它恢复准确，应增加摆长 D 、变快了，要使它恢复准确，应缩短摆长

6、一个单摆,分别在A 、B 两个行星上做简谐振动的周期为T 1和T 2,若这两个行星的质量之比为M 1：M 2＝4：1,半径之比为R 1：R 2＝2：1,则( ).

A 、T 1：T 2＝1：1

B 、T 1：T 2＝2：1

T