人教版高中物理选择性必修第一册第二章4单摆课件.ppt

伽利略发现单摆的等时性1564年2月15日，伟大的物理学家伽利略出生于意大利比萨城的一个没落贵族家庭。他出生后不久，全家就移居到佛罗伦萨近郊的一个地方。在那里，伽利略的父亲万桑佐开了一个店铺，经营羊毛生意。阅读材料·拓宽物理视野孩提时的伽利略聪明可爱，好奇心极强。他从不满足于别人告诉的道理，喜欢亲自探索、研究和证明问题。对于儿子的这些表现，万桑佐高兴极了，希望伽利略长大后从事医生职业。1581年，万桑佐就把伽利略送到比萨大学学医。可是，伽利略对医学没有兴趣，他把相当多的时间用于钻研古希腊的哲学著作，学习数学和自然科学。1582年的一天，伽利略偶然观察到一个大吊灯在来回摆动。伽利略聚精会神地观察着，脑海里突然闪出测量吊灯摆动时间的念头，凭着学医的经验，伽利略把右手指按到左腕的脉搏上计时，同时数着吊灯的摆动次数。起初，吊灯在一个大圆弧上摆动，摆动速度较大，伽利略测算来回摆动一次的时间。过了一阵子，吊灯摆动的幅度变小了，摆动速度也变慢了，此时，他又测量了来回摆动一次的时间。让他大为吃惊的是，两次测量的时间是相同的。于是伽利略继续测量，直到吊灯几乎停止摆动时才结束。每次测量的结果都表明来回摆动一次需要相同的时间。通过这些测量，伽利略发现：吊灯来回摆动一次需要的时间与摆动幅度的大小无关，无论摆幅大小如何，来回摆动一次所需时间是相同的，即吊灯的摆动具有等时性。问题1．吊灯摆动的快慢与吊灯的摆动幅度有关吗？提示：没关系。2．上述吊灯的摆动快慢的现象说明什么？提示：吊灯的摆动具有等时性。题组一单摆的回复力1．(多选)单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是()A．摆线质量不计 B．摆线不伸缩C．摆球的直径比摆线长度小得多 D．摆角小于5°题号课时分层作业(九)单摆35246879101112√1ABC[单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，且摆线不伸缩，A、B、C正确，D错误。]√√2．振动着的单摆的摆球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力、合力及加速度的说法中正确的是()A．回复力为零，合力也为零B．回复力不为零，方向沿轨迹的切线C．合力不为零，方向沿轨迹的切线D．合力不为零，加速度不为零，方向指向悬点题号234568791011√112D[当摆球通过平衡位置时，回复力为零，但是小球依然做圆周运动，合力提供向心力，因此合力不为零，方向指向圆心，A、B、C错误；摆球通过平衡位置时有方向指向圆心的合力，故加速度不为零，方向指向圆心，即悬点，D正确。]题号2345687910111123．单摆做简谐运动的规律(1)单摆做简谐运动的位移－时间(x-t)图像是一条正弦(或余弦)曲线。(2)单摆振动过程中各量的变化特点。位置或过程位移、回复力、加速度速度、动能重力势能最高点最大零最大最低点零最大最小远离平衡位置运动越来越大越来越小越来越大靠近平衡位置运动越来越小越来越大越来越小【典例1】如图所示，O点为单摆的固定悬点，现将摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动中的最低位置，则在摆动过程中()A．摆球在A点和C点处，速度为零，所受合力也为零B．摆球在A点和C点处，速度为零，所受回复力也为零C．摆球在B点处，速度最大，所受回复力也最大D．摆球在B点处，速度最大，细线拉力也最大√D[摆球在重力和细线拉力作用下沿圆弧AC做圆周运动，在最高点A、C处速度为零，所受合力不为零，A错误；在最低点B处速度最大，所需向心力最大，重力沿细线方向的分力最大，细线的拉力最大，D正确；回复力F＝mgsinθ，其中θ为摆线偏离竖直方向的角度，所以摆球在摆动过程中，在最高点A、C处回复力最大，在最低点B处回复力为零，故B、C错误。][跟进训练]1．(多选)如图所示为均匀小球在做单摆运动，平衡位置为O点，A、B为最大位移处，M、N点关于O点对称。下列说法正确的是()A．小球受重力、绳子拉力和回复力B．小球所受合外力就是单摆的回复力C．小球在O点时合外力不为0，回复力为0D．小球在M点的位移与小球在N点的位移大小相等√√CD[小球只受两个力：重力、绳子拉力，A错误；单摆的回复力由重力沿运动方向的分力提供，B错误；单摆在O点时，回复力为0，但合外力不为0，合外力指向运动轨迹的圆心，C正确；根据运动的对称性可知，选项D正确。]1．探究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响(1)探究方法：________法。(2)实验结论：①单摆