单摆导学案

（ ）班 编号（ ）姓名（ ） 编辑：姚金明 审核： 使用时间：

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1.2单 摆

【学习目标】

1．理解单摆构成的特点及做简谐运动的条件，掌握单摆振动的周期公式。 2．通过小组积极讨论，大胆质疑，学会由实验得出物理规律的方法。 3．以极度的热情投入学习，体验成功的快乐。 重点：掌握好单摆的周期公式及其成立条件 难点：单摆回复力的分析 【自主学习】 知识点一、单摆

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____________.

知识点二、单摆的回复力

图11-4-1 1．单摆的平衡位置 摆球静止在O 点时，悬线竖直下垂，受______和_____，小球受的合力为______，可以

保持静止，所以O 点是单摆的平衡位置

2.单摆的回复力:将球拉离平衡位置（最大摆角︒<5α）），在拉力F 和重力G 的合力作用下，摆球沿着一小段圆弧AA ＇做往复运动，这就是单摆的振动。

当球运动到P 时，受力如图，将重力G 沿切线和细线两方向分解为G 1和F 。

图11-4-2 沿细线方向：Fn =F ＇— G 1，作用是_____________,提供球做圆周运动的_____力; 切线方向:F τ=F=Gsin θ, 作用是_______________________,提供球做振动的______力

3.在偏角θ很小的情况下, sin θ= ，单摆的振动为简谐运动.(请同学们通过看书自已写出证明)

知识点三、单摆的周期 1．影响单摆周期的因素 实验表明：

(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的。

（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= ，其中L 是等效摆长—是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离。

g 是单摆所在处的等效重力加速度。g 由单摆所在的空间位置决定，不同位置g 值

一般不同，随纬度的增大而______，随高度的增大而______；不同天体表面上，g 值不同；g 值还由单摆系统的运动状态决定。

【巩固训练】

1.单摆作简谐运动时的回复力是： （ ）

A.摆球的重力

B.摆球重力沿圆弧切线的分力

C.摆线的拉力

D.摆球重力与摆线拉力的合力 2.单摆（θ＜5°）的振动周期在发生下述哪些情况中增大: （ ） A.摆球的质量增大 B.摆长增大

C.单摆由赤道移到北极

D.增大振幅

3.由单摆作简谐运动的周期公式可知: （ ）

A.摆长无限减小,可以使振动周期接近于零

B.在月球表面的单摆周期一定比地球表面的单摆的周期长

C.单摆的振动周期与摆球的质量无关

D.单摆的振动周期与摆角无关,所以摆角可以是30°

4.振动的单摆小球通过平衡位置时，下列关于回复力的方向和数值说法正确的是（ )

A.指向地面

B.指向悬点

C.数值为零

D.数值不为零

5.一单摆摆长为98cm ，t=0时开始从平衡位置向右运动，则当t=1.2s 时，下列关于单

摆运动的描述正确的是（）

A.正向左做减速运动，加速度正在增大

B.正向左做加速运动，加速度正在减小

C.正向右做减速运动，加速度正在增大

D.正向右做加速运动，加速度正在增大