【学习目标】
1.知道什么是单摆,了解单摆的构成。
2.掌握单摆振动的特点,知道单摆回复力的来源,理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动。
3.知道单摆的周期跟什么因素有关,了解单摆的周期公式,并能用来进行有关计算。
【思维脉络】
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课前预习反馈
教材梳理·落实新知
知识点 1 单摆
1.单摆模型
(1)由细线和__小球__组成。
(2)细线的质量和小球相比__可以忽略__。
(3)小球的直径与线的长度相比__可以忽略__。
2.摆动特点:在摆角很小时,位移—时间图线是一条正弦曲线,说明单摆的运动是__简谐运动__。
知识点 2 单摆的回复力
1.回复力的来源
摆球的重力沿__圆弧切线__方向的分力。
2.回复力的特点
在偏角很小时,摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成__正比__,方向总指向__平衡位置__,即F=__-x__。
知识点 3 单摆的周期
1.探究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响
(1)探究方法:__控制变量__法。
(2)实验结论:
①单摆振动的周期与摆球质量__无关__。
②振幅较小时周期与振幅__无关__。
③摆长越长,周期__越大__;摆长越短,周期__越小__。
2.定量探究单摆的周期与摆长的关系
(1)周期的测量:用停表测出单摆N(30~50)次全振动的时间t,利用T=____计算它的周期。
(2)摆长的测量:用__刻度尺__测出细线长度l0,用__游标卡尺__测出小球直径D,利用l=__l0+__求出摆长。
(3)数据处理:改变__摆长__,测量不同__摆长__及对应周期,作出T-l,T-l2或T-图像,得出结论。
3.周期公式
(1)公式的提出:周期公式是荷兰物理学家__惠更斯__首先提出的。
(2)公式:T=__2π__,即T与摆长l的二次方根成__正比__,与重力加速度g的二次方根成__反比__。