小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com4单摆[学习目标]1.理解单摆模型和单摆做简谐运动的条件，知道单摆振动时回复力的来源(重点)。2.理解影响单摆周期的因素，能熟练应用单摆周期公式解决问题(重难点)。一、单摆的回复力如图所示，一根细线上端固定，下端连接一个金属小球，用手使小球偏离竖直方向一个很小的夹角，然后释放，小球在A、A′间来回摆动，不计空气的阻力。(1)小球摆动过程中受到哪些力的作用？(2)什么力提供向心力？什么力提供回复力？(3)小球经过O点平衡位置时回复力为零，合外力也为零吗？答案(1)小球受重力和细线的拉力作用。(2)细线的拉力和重力沿径向的分力的合力提供向心力。重力沿切线方向的分力提供小球振动的回复力。(3)小球经过平衡位置时，做圆周运动，其合外力不为零。1．单摆的组成：由细线和小球组成。2．理想化模型(1)细线的质量与小球相比可以忽略。(2)小球的直径与线的长度相比可以忽略。(3)细线的形变量与细线长度相比可以忽略。(4)空气阻力与小球的重力及细线的拉力相比可以忽略。3．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，即F＝mgsinθ。小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com(2)回复力的特点：在摆角很小时，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。从回复力特点可以判断单摆做简谐运动。判断下列5幅图中的摆动模型能否看成单摆？若不能，请说明原因。答案均不能看成单摆。图(a)(d)摆动过程中摆长会发生变化，图(b)空气阻力不能忽略，图(c)球的直径与绳的长度相比不能忽略，图(e)绳的质量与小球相比不能忽略。单摆做简谐运动的推证在偏角很小时，用弧度表示的θ与它的正弦sinθ近似相等，即sinθ≈θ≈，因此单摆的回复力可表示为F＝－x(式中x表示摆球偏离平衡位置的位移，l表示单摆的摆长，负号表示回复力F与位移x的方向相反)，由此知回复力符合F＝－kx，单摆做简谐运动。(1)摆球受到重力、拉力、向心力、回复力四个力的作用。(×)(2)单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力。(×)(3)单摆经过平衡位置时受到的合力为零。(×)(4)单摆摆动到最高点时速度为零，合外力也为零。(×)例1(2023·一中月考青岛)图中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．摆球受到重力、拉力、回复力三个力的作用小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.comB．摆球在A点和C点处，速度为零，回复力也为零C．摆球在B点处，速度最大，细线拉力也最大D．摆球在B点处，速度最大，回复力也最大答案C解析球在程中只受到重力和拉力作用，摆运动过A；球在程中，在最高点错误摆摆动过A、C速度零，回力最大，合力不零，在最低点处为复为B，速度最大，回力零，处复为细的拉力最大，线C正确，B、D。错误例2(多选)如图所示为一单摆的振动图像，则()A．t1和t3时刻摆线的拉力等大B．t2和t3时刻摆球速度相等C．t3时刻摆球速度正在减小D．t4时刻摆线的拉力正在减小答案AD解析由可知，题图t1和t3刻球的位移相等，根据性可知振的速度大小相等时摆对称单摆动，故拉力大小相等，故摆线A正确；t2刻球在的最大位移，速度零，时摆负处为t3刻球向时摆平衡位置，所以运动t2和t3刻球速度不相等，故时摆B；错误t3刻球正靠近平衡位置，时摆速度正在增大，故C；错误t4刻球正离平衡位置，速度正在小，拉力也小，时摆远减摆线减故D正确。二、单摆的周期1．单摆振动的周期与摆球质量无关(选填“有关”或“无关”)，在振幅较小时与振幅无关(选填“有关”或“无关”)，但与摆长有关(选填“有关”或“无关”)，摆长越长，周期越大(选填“越大”“越小”或“不变”)。2．单摆周期公式(1)提出：单摆周期公式是荷兰物理学家惠更斯首先提出的。(2)公式...