滬科版物理選修.名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1．3探究擺鐘物理原理第1頁(yè)目標(biāo)導(dǎo)航1.了解單擺振動(dòng)特點(diǎn)及其做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)條件．(重點(diǎn))2.了解步調(diào)和相位概念．3.觀察試驗(yàn)，概括單擺振動(dòng)特點(diǎn)，培養(yǎng)由試驗(yàn)現(xiàn)象得出物理結(jié)論能力．第2頁(yè)新知初探自學(xué)導(dǎo)引一、惠更斯科學(xué)抽象——單擺1.單擺：用一根細(xì)線吊起一小球，假如________________能夠忽略，細(xì)線質(zhì)量與小球質(zhì)量相比______________；細(xì)線長(zhǎng)度比小球直徑________，這么裝置叫做單擺．質(zhì)點(diǎn)______即單擺質(zhì)量，擺球______到懸掛點(diǎn)距離叫做單擺__________．線伸縮細(xì)能夠忽略大得多質(zhì)量重心擺長(zhǎng)第3頁(yè)2.單擺是實(shí)際擺_______________模型．二、探究單擺運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)1.單擺回復(fù)力：在偏角很小情況下，單擺回復(fù)力跟位移關(guān)系式是__________，其中l(wèi)為擺長(zhǎng)，x為偏離平衡位置位移．2.單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)條件：在__________情況下，擺球所受回復(fù)力與它偏離平衡位置位移成________，方向總是指向平衡位置，單擺所做運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．理想化偏角很小正比第4頁(yè)(2)相位差：對(duì)于頻率______、振幅______、相位__________振子，相位差值叫做相位差．相同相等不一樣第5頁(yè)(3)同相：假如Δφ＝0(或者2π整數(shù)倍)，兩振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)將同時(shí)抵達(dá)各自極大值，而且同時(shí)越過(guò)原點(diǎn)并同時(shí)抵達(dá)極小值，它們步調(diào)_____________．(4)反相:假如Δφ＝π(或者π奇數(shù)倍),兩振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)中一個(gè)抵達(dá)極大值時(shí)，另一個(gè)將同時(shí)抵達(dá)極小值，而且將同時(shí)越過(guò)原點(diǎn)并同時(shí)抵達(dá)各自另一個(gè)極值,它們步調(diào)恰好__________.一直相同相反第6頁(yè)2.用振動(dòng)圖像能夠直觀地表示不一樣振動(dòng)相如圖所表示．甲乙第7頁(yè)關(guān)鍵點(diǎn)探究講練互動(dòng)關(guān)鍵點(diǎn)一對(duì)單擺模型了解學(xué)案導(dǎo)引1．實(shí)際擺看成單擺條件是什么？2．單擺回復(fù)力是什么？有何特點(diǎn)？單擺運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎？第8頁(yè)1.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(1)擺球以懸點(diǎn)為圓心做變速圓周運(yùn)動(dòng)，所以在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只要速度v≠0，半徑方向都受向心力．(2)擺球同時(shí)以平衡位置為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只要不在平衡位置，軌跡切線方向都受回復(fù)力．第9頁(yè)2.擺球受力特點(diǎn)(1)任意位置如圖所表示，G2＝Gcosθ，F(xiàn)－G2作用就是提供擺球繞O′做變速圓周運(yùn)動(dòng)向心力；G1＝Gsinθ作用是提供擺球以O(shè)為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)回復(fù)力．第10頁(yè)第11頁(yè)第12頁(yè)例1以下關(guān)于單擺說(shuō)法，正確是(

)A.單擺從平衡位置運(yùn)動(dòng)到正向最大位移處時(shí)位移為A(A為振幅)，從正向最大位移處運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)位移為－AB.單擺擺球回復(fù)力等于擺球所受合外力C.單擺擺球回復(fù)力是擺球重力沿圓弧切線方向分力D.單擺擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)加速度為零第13頁(yè)【思緒點(diǎn)撥】解此題把握兩點(diǎn)：(1)對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振幅了解．(2)單擺回復(fù)力和合外力．第14頁(yè)【精講精析】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中位移是以平衡位置作為起點(diǎn)，擺球在正向最大位移處時(shí)位移為A，在平衡位置時(shí)位移應(yīng)為零，A錯(cuò)．?dāng)[球回復(fù)力由重力沿圓弧切線方向分力提供,合外力在擺線方向分力提供向心力,B錯(cuò)、C對(duì)．?dāng)[球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)(擺動(dòng)平衡位置)時(shí)回復(fù)力為零，但向心力不為零，所以合外力不為零，加速度也不為零，D錯(cuò)．第15頁(yè)【答案】

C【規(guī)律方法】

(1)單擺振動(dòng)回復(fù)力為擺球重力沿圓弧切線方向分力，回復(fù)力不是擺球所受合外力．當(dāng)擺球擺至平衡位置時(shí)，回復(fù)力等于零，合外力提供向心力．(2)單擺運(yùn)動(dòng)不一定是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，只有在擺角較小情況下才能看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，理論上普通θ角不超出5°，但在試驗(yàn)中，第16頁(yè)擺角很小時(shí)單擺運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)不易觀察清楚，帶來(lái)測(cè)量誤差反而會(huì)增大，所以試驗(yàn)中普通θ角不超出10°.第17頁(yè)變式訓(xùn)練關(guān)于單擺擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受力，以下結(jié)論正確是(

)A．?dāng)[球受重力、擺線拉力、回復(fù)力、向心力作用B．?dāng)[球受回復(fù)力最大時(shí)，向心力為零；回復(fù)力為零時(shí)，向心力最大C．?dāng)[球受回復(fù)力最大時(shí)，擺線中拉力大小比擺球重力大第18頁(yè)D．?dāng)[球受向心力最大時(shí)，擺球加速度方向沿?cái)[球運(yùn)動(dòng)方向解析：選B.小球只受重力和繩拉力，拉力和重力沿半徑方向分力協(xié)力為向心力，重力沿切線方向分力為回復(fù)力，在最大位移處，擺球速度為零，回復(fù)力最大，向心力為零；在平衡位置時(shí)，速度最大,回復(fù)力為零,向心力最大．故選項(xiàng)B正確．第19頁(yè)學(xué)案導(dǎo)引1．單擺振動(dòng)圖像形狀是怎樣？2．利用圖像分析可獲取哪些信息？關(guān)鍵點(diǎn)二單擺振動(dòng)圖像第20頁(yè)1.單擺圖像(1)單擺運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像是正弦或余弦曲線．(2)單擺振動(dòng)圖像還與開始計(jì)時(shí)時(shí)擺球初始位置和正方向選取相關(guān)，以不一樣位置開始計(jì)時(shí)，選不一樣正方向，單擺振動(dòng)圖像是不一樣．第21頁(yè)(3)單擺擺動(dòng)中，一次全振動(dòng)時(shí)間不變，所以圖像中一個(gè)完整正弦曲線水平長(zhǎng)度都是相同(即一個(gè)周期)．2.單擺圖像應(yīng)用(1)利用單擺圖像可直接分析振幅和周期．(2)利用單擺圖像可分析對(duì)應(yīng)相位差．第22頁(yè)例2如圖是甲、乙、丙三個(gè)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像，則以下說(shuō)法中正確是(

)第23頁(yè)A．甲、乙兩擺振幅之比為2∶1B．乙和丙兩振動(dòng)相位相同C．甲、乙兩擺周期之比為2∶1D．甲、乙兩擺頻率之比為2∶1【精講精析】從題圖圖像中可直接得振幅之比為2∶1，選項(xiàng)A對(duì).從題圖中知T甲＝4s,T乙＝8s,得選項(xiàng)C錯(cuò)、選項(xiàng)D對(duì);由題圖中可知乙、丙兩擺振動(dòng)情況一直相反,B項(xiàng)錯(cuò)誤.第24頁(yè)【答案】

AD【規(guī)律總結(jié)】同頻率兩簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)比較時(shí)，相位差取值范圍普通為：－π≤Δφ≤π，當(dāng)Δφ＝0時(shí)，兩運(yùn)動(dòng)步調(diào)完全相同，常稱為同相；Δφ＝π(或－π)時(shí)，兩運(yùn)動(dòng)步調(diào)相反，常稱為反相．第25頁(yè)互動(dòng)探究試依據(jù)甲振動(dòng)圖像寫出甲單擺振動(dòng)方程.第26頁(yè)熱點(diǎn)示例創(chuàng)新拓展單擺運(yùn)動(dòng)綜合分析[經(jīng)典案例]

(12分)如圖所表示為一單擺及其振動(dòng)圖像，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：第27頁(yè)(1)單擺振幅為________，頻率為______，一周期內(nèi)重力勢(shì)能Ep最大時(shí)刻為_______.(2)擺球從E向G運(yùn)動(dòng)為正方向,α為最大擺角,則圖像中O、A、B、C點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)單擺中________點(diǎn)．一周期內(nèi)加速度為正且減小，并與速度同方向時(shí)間范圍是________，勢(shì)能增加且速度為正時(shí)間范圍是________．第28頁(yè)(3)單擺擺動(dòng)過(guò)程中屢次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，以下哪些物理量一定是改變(

)A．位移B．速度C．加速度D．動(dòng)能E．?dāng)[線中張力第29頁(yè)【審題指導(dǎo)】解此題要正確把握單擺振動(dòng)受力特點(diǎn)、圖像信息及圖像與運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系．第30頁(yè)第31頁(yè)第32頁(yè)第33頁(yè)