4 单摆[学科素养与目标要求] 物理观念：1.知道单摆振动时回复力的来源.2.知道影响单摆周期的因素，掌握单摆的周期公式.3.掌握用单摆测定重力加速度的原理和方法.科学思维：1.理解单摆模型和单摆做简谐运动的条件.2.引导学生对摆球进行受力分析，将单摆纳入简谐运动模型.科学探究：1.观察单摆，对影响单摆周期的因素进行猜想，然后通过实验探究认识到影响单摆周期的因素.2.会测量当地的重力加速度.一、单摆及单摆的回复力1.单摆(1)如果细线的质量与小球相比可以忽略，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆.单摆是实际摆的理想化模型.(2)单摆的平衡位置：摆球静止时所在的位置.2.单摆的回复力(1)回复力的来源：如图 1 所示，摆球的重力沿圆弧切线方向(填“切线方向”或“法线方向”)的分力提供回复力.图 1(2)回复力的特点：在偏角很小时，sinθ≈，所以单摆的回复力为 F＝－x，即小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，单摆的运动可看成是简谐运动.二、单摆的周期1.单摆振动的周期与摆球质量无关(填“有关”或“无关”)，在振幅较小时与振幅无关(填“有关”或“无关”)，但与摆长有关(填“有关”或“无关”)，摆长越长，周期越长(填“越长”“越短”或“不变”).2.单摆的周期公式 T＝2π.三、用单摆测定重力加速度1.实验原理由 T＝2π，得 g＝，则测出单摆的摆长 l 和周期 T ，即可求出当地的重力加速度.2.数据处理(1)平均值法：利用实验中获得的摆长和周期的实验数据，从中选择几组，分别计算重力加速度，然后取平均值.(2)图象法：分别以 l 和 T2为纵坐标和横坐标，作出函数 l＝T 2 的图象，图象的斜率 k＝，进而求出重力加速度 g.1.判断下列说法的正误.(1)单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力.( × )(2)单摆经过平衡位置时受到的合力为零.( × )(3)制作单摆的摆球越大越好.( × )(4)若单摆的振幅变为原来的一半，则周期也将变为原来的一半.( × )2.一个理想的单摆，已知其周期为 T.如果由于某种原因重力加速度变为原来的 2 倍，振幅变为原来的 3 倍，摆长变为原来的 8 倍，摆球质量变为原来的 2 倍，它的周期变为______.答案 2T一、单摆的回复力(1)单摆的回复力就是单摆所受的合外力吗？(2)单摆经过平衡位置时，回复力为零，合外力也为零吗？答案 (1)回复力不是合外力.单摆的运动可看做变速圆周运动，其重力可分解为沿悬线方向的分力和沿圆弧切线...
