2023學年完整版《單擺》導學案

《單擺》導學案學習目標：1．掌握單擺的構(gòu)造2．掌握單擺的回復力是重力沿切線方向的分力3．掌握單擺在偏角很小時可以近似地做簡諧運動4．掌握單擺振動的特點及周期公式學習重點和難點：1．單擺振動的回復力2．單擺的偏解很小時滿足簡諧運動的條件3．通過定性分析、實驗、數(shù)據(jù)分析得出單擺周期公式4．單擺振動的回復力知識鏈接：1．物體做簡諧運動的條件是什么？答：2．日常生活中那些現(xiàn)象屬于機械振動？答：3．秋千和鐘擺最終為什么一定會停下來呢？答：總結(jié)：我們能不能由秋千和單擺擺動的共性及忽略空氣阻力，抽象出一個簡單的物理模型呢？新課學習：（一）單擺模型：1．什么是單擺：在細線的一端拴一個______，另一端固定在______，如果懸掛小球的細線的_____和_____可以忽略不計，線長又比球的_____大得多，這種裝置就叫單擺。單擺是實際擺的_______模型。2．單擺的特征：擺線不可伸長，質(zhì)量可忽略；小球要小，質(zhì)量要大。（二）單擺振動的回復力分析：下面我們再從回復力的角度來研究單擺的運動性質(zhì)。如圖所示，_____和____的合力提供向心力，改變速度方向，重力的另一分力G1，會改變擺球的運動的快慢，它的方向指向______，使擺球在平衡位置兩側(cè)做往復運動，所以，回復力F=G1=__________。當偏角很小時，sin_____，所以單擺的回復力為F=_____x，其中l(wèi)為擺長，x為擺球偏離平衡位置的位移，負號表示回復力F與位移x的方向相反。由于m、g、l都有確定的值，可用常數(shù)k表示，所以F=________擺角很?。ㄐ∮?0）時，單擺的振動為_____運動。綜上所述，不論是單擺振動的曲線還是回復力的特點都表明，在一定條件下單擺做簡諧運動。（三）單擺的周期：荷蘭籌物理學家惠更斯研究了單擺的振動，發(fā)現(xiàn)單擺的振動周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、擺球的質(zhì)量無關，并確定了單擺的周期公式：T=_________（四）用單擺測定重力加速度：單擺在擺角小于10°時的振動是______運動，其固有周期為T=_________，由此可得個g=_________。據(jù)此，只要測出擺長l和周期T，即可計算出當?shù)氐闹亓铀俣戎怠ＶR鞏固訓練（課本17頁問題與練習1、2、3、4）1．（A級）：2．（A級）3．（B級）：4．（B級）：反思小結(jié)：單擺過關檢測：1．（A級）振動著的單擺擺球，通過平衡位置時，它受到的回復力（）A．指向地面B．指向懸點C．數(shù)值為零D．垂直擺線，指向運動方向2．（B級）一物體在某行星表面受到的萬有引力是它在地球表面受到的萬有引力的1/4．在地球上走得很準的擺鐘搬到此行星上后，此鐘分針一整圈所經(jīng)歷的時間實際上是（）3．（B級）一繩長為L的單擺，在平衡位置正上方（L—L′）的P處有一個釘子，如圖1所示，這個擺的周期是（）4．（B級）一單擺的擺長為40cm，擺球在t=0時刻正從平衡位置向右運動，若g取10m／s2，則在1s時擺球的運動情況是（）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，加速度正在減小5．（B級）A、B二單擺，當A振