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：任教老師： xx市實驗學(xué)校1.2單擺1 單擺的平衡位置擺球靜止在O點時，懸線豎直下垂，受 和【學(xué)習(xí)目標】1 理解單擺構(gòu)成的特點及做簡諧運動的條件，掌握單擺振動的周期公式。2 通過小組積極討論，大膽質(zhì)疑，學(xué)會由實驗得出物理規(guī)律的方法。3 以極度的熱情投入學(xué)習(xí)，體驗成功的快樂。 重點：掌握好單擺的周期公式及其成立條件 難點：單擺回復(fù)力的分析【自主學(xué)習(xí)】 知識點一、單擺1、結(jié)構(gòu)：如圖，細線上端固定，下端系一小球，如果細線的質(zhì)量與 相比可以忽略， 與線的長度相比也可忽略，同時不計線的伸縮，這樣的裝置就叫做單擺。單擺是實際擺的的模型2. 單擺擺

2、球的運動特點：擺球以懸點為圓心在豎直平面內(nèi)做 .（2）擺球同時以最低點 0為平衡位置做 知識點二、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)運動，這就是單擺的振動。當球運動到P時，受力如圖，將重力G沿切線和細線兩方向分解為G1和F。圖 11-4-2沿細線方向：Fn =F / G1，作用是提，供球做圓周運動的力;切線方向:F t =F=Gsin 0 ,作用是 提,供球做振動的3.在偏角0很小的情況下,sin 0 =，單擺的振動為簡諧運動.（請同學(xué)們通過看書

3、自已寫出證明） 知識點三、單擺的周期1 影響單擺周期的因素實驗表明：單擺的周期與擺球的質(zhì)量 . （2）在偏角很小時，單擺的周期與振幅.這是單擺的等時性，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）2、實驗探究：單擺的周期和擺長的關(guān)系 記錄實驗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)詳細研究單擺的振動，發(fā)現(xiàn)：單擺做簡諧運動的周期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)的運動狀態(tài)決定。【鞏固訓(xùn)練】1. 單擺作簡諧運動時的回復(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. 由單擺作簡諧運動的周期公式可知：（）A. 擺長無限減小，可以使振動周期接近于零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.單擺的振動周期與擺球

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

6、稱為簡 諧運動的圖像。3簡諧運動的圖像是一條.-（或）曲線，由簡諧運動的圖像可以直接讀出物體振動的 一和。二、簡諧運動的表達式1 .表達式：x=或x=其中 A 表示簡諧運動的,T禾口 f 分別表示簡諧運動的和三、簡諧運動的相位、相位差在表達式x=Asin（2f n t+中$）,表示簡諧運動的相位，©表示t=0時的相位，叫做，簡稱。頻率相同、初相不同的兩個振動物體的相位【典型例題】例1如圖甲是演示簡諧運動圖象的裝置，當盛沙漏斗下的木板N被勻速地拉出時，從擺動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間變化的關(guān)系，板上的直線OO1代表時間軸.圖乙是兩個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周期T 1和T 2的關(guān)系為（）試在圖乙中標出)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圖甲為單擺的振動圖象，圖乙為單擺做簡諧運動的實際情況圖,t時刻擺球所在的實際位置及振動方向（例2. 一質(zhì)點做簡諧運動，其位移x與時間t的關(guān)系曲線如圖所示，由圖可知A 質(zhì)點振動的頻率為0.25 HzB 質(zhì)點的振幅為2 cmCt= 3 s時，質(zhì)點的速度最大Dt= 4 s時，質(zhì)點所受的合力為零變式練習(xí)2如圖所示是一

8、個質(zhì)點的振動圖象，據(jù)圖象回答下列問題:振動的振幅、頻率； 在t = 0.1 s, 0.3 s, 0.5 s, 0.7 s時質(zhì)點的振動方 向；質(zhì)點速度首次具有最大負值的時刻和位置；質(zhì)點運動 的加速度首次具有最大負值的時刻和位置；在0.6 s到0.8 s這段時間內(nèi)質(zhì)點的運動情況。例3有兩個振動物體的振動方程分別是：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 它們的振動步調(diào)一致變式練習(xí)2有兩個簡諧振動：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時它們的相位差是多少?【課后作業(yè)】1 一個彈簧振子在A、B間做簡諧運動，O為平衡位置，如圖所示，以某一時刻作 計時點（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)個振動圖象中，能正確反映振子振動情況的是（以向右為正方向）（）2 個質(zhì)點做簡諧運動的圖像如圖所示，下列結(jié)論正確的是（A 質(zhì)點的振動頻率為 4HzB 在10s內(nèi)質(zhì)點通過的路程是 20cmC 在第5s末，質(zhì)點的速度為零，加速度最大D 在t= 1.5s和t= 4.5s兩時刻質(zhì)點的加速度方向和速度方向都相同3 如圖所示是甲、乙兩個質(zhì)量相等的振子分

10、別做簡諧運動的圖象，那么A .甲、乙兩振子的振幅分別是2cm、1cmB 甲的振動頻率比乙小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，貨物隨車廂底板上下振動但不脫離底板，假設(shè)貨物做簡諧運動，以向上為正，其振動圖象如圖所示，在圖中取a、b、c、d四個點對應(yīng)的時刻中，在 點對應(yīng)的時刻，貨物對車廂底板的壓力最大，在=點對應(yīng)的時刻，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動