第 4 课时 单摆[研究选考·把握考情]知识内容单摆考试要求加试 c教学要求1
知道单摆是一个理想化模型和做简谐运动的条件2
知道单摆做简谐运动时回复力的特点和表达式3
知道单摆的周期与振幅、摆球质量无关4
掌握单摆的周期公式5
知道测量单摆周期的方法,会用单摆测定重力加速度6
经历单摆做简谐运动条件的分析过程,体会摆角 θ 很小时的近似方法7
会用图象法处理用单摆测定重力加速度的实验数据,会求加速度8
经历单摆周期的探究过程,体会探究过程中猜想与数据处理的作用说明1
不要求掌握证明单摆在摆角很小的情况下做简谐运动的方法2
不要求解决钟表快慢的调整问题知识点一 单摆的回复力[基 础 梳 理]1
单摆:用细线悬挂着小球,如果细线的质量与小球相比可以忽略,球的直径与细线长度相比可以忽略,这样的装置就叫做单摆
单摆是实际摆的理想化模型
单摆的回复力:在偏角很小的情况下,摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比,方向总是指向平衡位置,因此单摆做简谐运动
[要 点 精 讲]1
单摆(1)单摆是实际摆的理想化模型(2)实际摆看作单摆的条件① 摆线的形变量与摆线长度相比小得多② 摆线的质量与摆球质量相比小得多③ 摆球的直径与摆线长度相比小得多2
单摆的回复力(1)单摆的回复力是由重力沿圆弧切向的分力 F=mgsin θ 提供的
(2)在最大偏角很小的条件下,单摆的回复力 F=-x,其中 x 为摆球相对平衡位置 O 的位移
由此可见:单摆的回复力与离开平衡位置的位移大小成正比,方向与位移的方向相反,因此单摆在偏角很小的条件下的振动为简谐运动
注意:(1)单摆经过平衡位置时,回复力为零,但合外力不为零
(2)单摆的回复力为小球受到的沿切线方向的合力,而不是小球受到的合外力【例 1】 对于单摆,以下说法中正确的是( )A
单摆振动时,摆球受到的向心力大小处处相等B
单摆运动的回复力就是