PAGEPAGE3單擺學案姓名：學習目標1、應用理想化方法理解單擺模型，知道實際擺在什么情況下可看做單擺。2、重視科學方法，知道單擺振動時回復力的來源，知道單擺做簡諧運動的條件。3、實驗探究單擺周期部分決定因素，理解單擺的周期公式，認識科學家惠更斯。4、應用周期公式分析與計算。學習重點、難點重點：掌握好單擺的周期公式及其成立條件。難點：單擺回復力的分析。學習過程：復習1、簡諧運動的定義：2、簡諧運動的條件：3、簡諧運動中位移、回復力、速度以及能量的變化關系：4、重力加速度g在不同的地理位置是否相同？與哪些因素有關？具體關系？一、什么是單擺1、什么是單擺？FF′θlAA′FGGG1PTOθ2、單擺是否是理想模型？若是其理想化條件有哪些？二、單擺的回復力如右圖所示，擺球靜止在O點。1、在懸點所在豎直平面，拉開擺球至A點后放開，擺球將在O點附近往復運動，這就是單擺的振動，請問振動的平衡位置是？振動過程受到哪些力？2、放手后擺球再次經過平衡位置時，所受的拉力與重力G是否平衡？為什么？3、向心力的來源是？向心力的作用效果是？4、重力沿切線方向分力，它的作用效果是？所以單擺回復力的來源是？L三、單擺的簡諧運動X1、簡諧運動的回復力有什么要求？xXO2、選取O點位坐標原點，水平線為x軸，當偏角很時弧線與x軸近似重合，sinθ≈，其中x為，L為，單擺的回復力為F回=mgsinθ由此可得：F回=若設k=mg/L為常數，則F回=。即在情況下，單擺所受回復力跟成正比且方向，單擺做運動．其擺角很小通常指θ＜。四、單擺的周期1、如果擺球從左邊最大位移處開始運動，接下來具體完成怎樣的運動就是一個周期？2、猜想單擺的周期與哪些因素有關？從單擺模型的結構分析可能與哪些因素有關？從單擺的運動分析還可能與哪些因素有關？3、探究多個因素實驗時用物理上常用的什么方法操作？4、驗證時是否非要測出周期？若否，怎么操作、觀察什么比較周期？5、最簡化實驗步驟有哪幾步？有哪些注意事項？上臺演示組內怎么分工？五、課堂分組實驗相關說明1、周期測法：把單擺從平衡位置懸點所在豎直平面拉開很小角度釋放，使之做簡諧運動。從擺球通過平衡位置開始計時，并且采用倒數到O開始計時的方法，4、3、2、1、0、1、2、3、……在數“0”的同時按下秒表頂端按鈕開始計時計數。每次經過平衡位置都要計數，約60-100次時，再次按下秒表頂端按鈕，讀出時間t，次數用n表示。因為單擺完成一個周期的振動，經過平衡位置2次，所以t=(n/2)T,T=2t/n2、秒表的讀數方法：指針轉一圈30秒，所以最小刻度表示0.1秒，轉2圈30秒X2=60秒，以此類推，經過平衡位置60-100次時，大概需要2-4圈。3、分工合作，每個小組測一組對應的擺長與周期，為了避免各小組擺長重復，1組線長取100cm-98cm數據,2組取98cm-96cm,3組取96cm-94cm,……以此類推。4、注意事項：米尺、游標卡尺讀數精確到mm；讀秒表時專門安排一個同學數圈數；擺球要在懸點所在豎直平面拉開很小角度釋放；只需記下以下數據：線長、直徑、過平衡位置次數、秒表圈數、時間；數據計算老師統一用電子表格處理?！揪毩暋?.一個作簡諧運動的單擺,周期是1秒:（）A.擺長縮短為原來的1/4時,頻率是2赫B.擺球的質量減小為原來的1/4時,周期是4秒C.振幅減為原來的1/4時周期是1秒D.如果重力加速度減為原來的1/4時,頻率是0.5赫.2.由單擺作簡諧運動的周期公式:可知:（）A.擺長無限減小,可以使振動周期接近于零B.在月球表面的單擺周期一定比地球表面的單擺的周期長C.單擺的振動周期與擺球的質量無關D.單擺的振動周期與擺角無關,所以擺角可以是30°作業：1、知識點，思想方法等方面的總結：2、單擺是為研究振動而抽象出的理想化模型，其理想化條件是()A、擺線質量不計B、擺線長度不伸縮C、擺球的直徑比擺線長度短得多D、主要是單擺的運動就是一種簡諧運動3．對于單擺的振動，以下說法中正確的是（）A、單擺振動時，擺球受到的向心力大小處處相等B、單擺運動的回復力就是擺球受到的合力C、擺球經過平衡位置時所受回復力為零D、擺球經過平衡位置時所受合外力為零4．單擺作簡諧運動時的回復力是：（）A.擺球的重力B.擺球重力沿圓弧切線的分力C.擺線的拉力D.擺球重力與擺線拉力的合力5單擺的振動周期在發生下述哪些情況中增大:（）A.擺球的質量增大B.擺長增大C.單擺由赤道移到北極D.增大振幅6.一擺長為