單擺導(dǎo)學(xué)案新部編版2

1、教師學(xué)科教案20 - 20 學(xué)年度第學(xué)期任教學(xué)科：任教年級(jí)：任教老師： xx市實(shí)驗(yàn)學(xué)校1.2單擺1 單擺的平衡位置擺球靜止在O點(diǎn)時(shí)，懸線豎直下垂，受 和【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 理解單擺構(gòu)成的特點(diǎn)及做簡諧運(yùn)動(dòng)的條件，掌握單擺振動(dòng)的周期公式。2 通過小組積極討論，大膽質(zhì)疑，學(xué)會(huì)由實(shí)驗(yàn)得出物理規(guī)律的方法。3 以極度的熱情投入學(xué)習(xí)，體驗(yàn)成功的快樂。 重點(diǎn)：掌握好單擺的周期公式及其成立條件 難點(diǎn)：單擺回復(fù)力的分析【自主學(xué)習(xí)】 知識(shí)點(diǎn)一、單擺1、結(jié)構(gòu)：如圖，細(xì)線上端固定，下端系一小球，如果細(xì)線的質(zhì)量與 相比可以忽略， 與線的長度相比也可忽略，同時(shí)不計(jì)線的伸縮，這樣的裝置就叫做單擺。單擺是實(shí)際擺的的模型2. 單擺擺

2、球的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：擺球以懸點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做 .（2）擺球同時(shí)以最低點(diǎn) 0為平衡位置做 知識(shí)點(diǎn)二、單擺的回復(fù)力小球受的合力為 ，可以保持靜止，所以O(shè)點(diǎn)是單擺的平衡位置單擺的回復(fù)力 將球拉離平衡位置（最大擺角5），在拉力F和重力G的合2. :力作用下，擺球沿著一小段圓弧AA /做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就是單擺的振動(dòng)。當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到P時(shí)，受力如圖，將重力G沿切線和細(xì)線兩方向分解為G1和F。圖 11-4-2沿細(xì)線方向：Fn =F / G1，作用是提，供球做圓周運(yùn)動(dòng)的力;切線方向:F t =F=Gsin 0 ,作用是 提,供球做振動(dòng)的3.在偏角0很小的情況下,sin 0 =，單擺的振動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng).（請同學(xué)們通過看書

3、自已寫出證明） 知識(shí)點(diǎn)三、單擺的周期1 影響單擺周期的因素實(shí)驗(yàn)表明：單擺的周期與擺球的質(zhì)量 . （2）在偏角很小時(shí)，單擺的周期與振幅.這是單擺的等時(shí)性，是由伽利略首先發(fā)現(xiàn)的。（3）單擺的周期與擺長 ，擺長越長，周期 . （4）單擺的周期還與重力加速度有關(guān)（自行設(shè)計(jì)）2、實(shí)驗(yàn)探究：單擺的周期和擺長的關(guān)系 記錄實(shí)驗(yàn)過程中的擺長和周期值的表格作出T-I圖象和T2-|圖象2.單擺的周期公式荷蘭物理學(xué)家惠更斯經(jīng)詳細(xì)研究單擺的振動(dòng)，發(fā)現(xiàn)：單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期T與擺長L的成正比,與重力加速度g的成反比,而與振幅、擺球的質(zhì)量無關(guān)。即：T=，其中L是等效擺長一是指擺動(dòng)圓弧的圓心到擺球重心的距離。g是單擺所在處的

4、等效重力加速度。g由單擺所在的空間位置決定，不同位置 g值一般不同，隨緯度的增大而 ，隨高度的增大而 ；不同天體表面上，g值不同；g值還由單擺系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定?！眷柟逃?xùn)練】1. 單擺作簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的回復(fù)力是：（）A. 擺球的重力B.擺球重力沿圓弧切線的分力C.擺線的拉力D.擺球重力與擺線拉力的合力2. 單擺（V 5 °）的振動(dòng)周期在發(fā)生下述哪些情況中增大：（）A. 擺球的質(zhì)量增大B.擺長增大C.單擺由赤道移到北極D.增大振幅3. 由單擺作簡諧運(yùn)動(dòng)的周期公式可知：（）A. 擺長無限減小，可以使振動(dòng)周期接近于零B. 在月球表面的單擺周期一定比地球表面的單擺的周期長C.單擺的振動(dòng)周期與擺球

5、的質(zhì)量無關(guān)D.單擺的振動(dòng)周期與擺角無關(guān),所以擺角可以是 30 °4. 振動(dòng)的單擺小球通過平衡位置時(shí)，下列關(guān)于回復(fù)力的方向和數(shù)值說法正確的是（）A.指向地面B.指向懸點(diǎn)C.數(shù)值為零D.數(shù)值不為零5. 一單擺擺長為98cm，t=0時(shí)開始從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)t=1.2s時(shí)，下列關(guān)于單擺運(yùn)動(dòng)的描述正確的是（）A. 正向左做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大B. 正向左做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小C. 正向右做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大D. 正向右做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大1.3簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像和公式【基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)】一、簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象1 圖象：2 橫坐標(biāo)表示 縱坐標(biāo)表示,描繪岀簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的 隨變化的圖像,

6、稱為簡 諧運(yùn)動(dòng)的圖像。3簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像是一條.-（或）曲線，由簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像可以直接讀出物體振動(dòng)的 一和。二、簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式1 .表達(dá)式：x=或x=其中 A 表示簡諧運(yùn)動(dòng)的,T禾口 f 分別表示簡諧運(yùn)動(dòng)的和三、簡諧運(yùn)動(dòng)的相位、相位差在表達(dá)式x=Asin（2f n t+中$）,表示簡諧運(yùn)動(dòng)的相位，©表示t=0時(shí)的相位，叫做，簡稱。頻率相同、初相不同的兩個(gè)振動(dòng)物體的相位【典型例題】例1如圖甲是演示簡諧運(yùn)動(dòng)圖象的裝置，當(dāng)盛沙漏斗下的木板N被勻速地拉出時(shí)，從擺動(dòng)著的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系，板上的直線OO1代表時(shí)間軸.圖乙是兩個(gè)擺中的沙在各自木板上形成的

7、曲 線，若板N 1和板N 2拉動(dòng)的速度 v i和v 2的關(guān)系為v 2 = 2 v 1,則板N 1、N 2上曲線所代表的振動(dòng)周期T 1和T 2的關(guān)系為（）試在圖乙中標(biāo)出)正方旬變形練習(xí)2圖A .T 2 = T 1B T2 = 2T1C T 2 = 4T1D T 2= 1/4 T 1變式練習(xí)1圖甲為單擺的振動(dòng)圖象，圖乙為單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況圖,t時(shí)刻擺球所在的實(shí)際位置及振動(dòng)方向（例2. 一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移x與時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖所示，由圖可知A 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率為0.25 HzB 質(zhì)點(diǎn)的振幅為2 cmCt= 3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度最大Dt= 4 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)所受的合力為零變式練習(xí)2如圖所示是一

8、個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，據(jù)圖象回答下列問題:振動(dòng)的振幅、頻率； 在t = 0.1 s, 0.3 s, 0.5 s, 0.7 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方 向；質(zhì)點(diǎn)速度首次具有最大負(fù)值的時(shí)刻和位置；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 的加速度首次具有最大負(fù)值的時(shí)刻和位置；在0.6 s到0.8 s這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。例3有兩個(gè)振動(dòng)物體的振動(dòng)方程分別是：X1=3sin（100 n t+ n； x/3）2=3sin（100 n t+4） n /,則下列說法正確的是（）A 它們的振幅相同B 它們的周期相同C它們的相位差恒定D 它們的振動(dòng)步調(diào)一致變式練習(xí)2有兩個(gè)簡諧振動(dòng)：X1 =3asin(4 n + bt n /4)和 X2 =9asin(

9、8 n bt+ n， /2)它們的振幅之比是多少？它們的頻率各是多少？t=0時(shí)它們的相位差是多少?【課后作業(yè)】1 一個(gè)彈簧振子在A、B間做簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，如圖所示，以某一時(shí)刻作 計(jì)時(shí)點(diǎn)（t為零），經(jīng)1/4周期，振子具有正方向最大的加速度，那么在下述幾)個(gè)振動(dòng)圖象中，能正確反映振子振動(dòng)情況的是（以向右為正方向）（）2 個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，下列結(jié)論正確的是（A 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為 4HzB 在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的路程是 20cmC 在第5s末，質(zhì)點(diǎn)的速度為零，加速度最大D 在t= 1.5s和t= 4.5s兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度方向和速度方向都相同3 如圖所示是甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相等的振子分

10、別做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象，那么A .甲、乙兩振子的振幅分別是2cm、1cmB 甲的振動(dòng)頻率比乙小C .前2s內(nèi)甲、乙兩振子加速度均為正D 第2s末甲的速度最大,乙的加速度最大4. 如圖所示,在水平地面上,有兩個(gè)質(zhì)量分別為M和m的物塊用一勁度系數(shù)為 k的輕質(zhì)彈簧相連，現(xiàn)用一個(gè)豎直向下的力F下壓物塊m,撤銷F后,物塊M恰好被提離地面，由此可知 F的大小是()A. MgB. mgC. ( M-m)gD. (M+m)g5. 卡車在行駛時(shí)，貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但不脫離底板，假設(shè)貨物做簡諧運(yùn)動(dòng)，以向上為正，其振動(dòng)圖象如圖所示，在圖中取a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻中，在 點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻，貨物對車廂底板的壓力最大，在=點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻，貨物對車廂底板的壓力最小6如圖所示，一塊涂有炭黑的玻璃板,質(zhì)量為2kg，在豎直向上拉力F的作用下由 靜止開始豎直向上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)