人教版高中物理选修3-4教案学案11.5
17 第十一章 机械振动 11.5外力作用下的振动 【学习目标】 1．知道阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况。 2．知道什么是受迫振动及其产生的条件，掌握物体做受迫振动的特点。 3．认识共振现象，掌握产生共振现象的条件。 4.了解共振的防止和应用。 重点：受迫振动的频率特点、共振的特点及条件 难点：受迫振动的频率特点、共振的特点及条件 【自主预习】 1.阻尼振动 (1)阻尼振动 实际的振动过程中，系统受到了摩擦力和其他阻力，机械能向内能转化是无法避免的，振动过程中机械能不断减小使振动逐渐减弱直至最终停止。这种振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动。阻尼振动的图象如图11－5－1所示。 (2)特点 阻尼振动的振幅尽管在减小，但其振动周期(频率)不变，它是由振动系统决定的。振动系统确定后，其振动的周期(频率)就不变，称为固有周期(频率)。 例如：用力敲锣，由于锣受到空气的阻尼作用，振幅越来越小，锣声减弱，但音调不变。 2.受迫振动 (1)受迫振动 如果系统受到周期性外力的作用就可以利用外力对系统做功，补偿系统因阻尼作用而损失的能量，使系统持续地振动下去，这样的振动称为受迫振动。 ①驱动力：加在振动系统上的 外力，叫做驱动力。 ②物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于 的频率，跟物体的 无关。 (2)自由振动 像弹簧振子和单摆那样，物体偏离平衡位置后，它们就在自己的弹力或重力作用下振动起来，这种振动叫做自由振动。 ①自由振动不受外界的驱动力作用。 ②自由振动的周期(频率)为系统的 。 3.共振 (1)共振 受迫振动的物体其振动周期(或频率)取决于驱动力的周期，并且当 与物体的 相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。 (2)共振的条件 ： f驱＝f固 即驱动力的频率与物体的固有频率相等。 、(3)共振曲线 受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图线，叫做共振曲线，如图所示。
选修3-4 18
【典型例题】 一、阻尼振动 【例1】一单摆做阻尼振动，则在振动过程中( ) A．振幅越来越小，周期也越来越小 B．振幅越来越小，周期不变 C．在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变 D．振动过程中，机械能不守恒，周期不变
二、受迫振动 【例2】关于受迫振动，以下说法中正确的是( ) A．是在一恒力作用下的振动 B．振动频率可能大于或小于系统的固有频率 C．振动频率一定等于固有频率 D．振动频率一定等于驱动力的频率
三|、共振 【例3】如图11－5－4所示，两个质量分别为M和m的小球，悬挂在同一根水平细线上，当M在垂直水平细线的平面内摆动时，下列说法正确的是 ( ) A．两摆的振动周期是相同的 B．当两摆的摆长相等时，m摆的振幅最大 C．悬挂M的竖直细线长度变化时，m的振幅不变 D．m摆的振幅可能超过M摆的振幅
四、自由振动、受迫振动和共振的关系 【例4】把一个筛子用四根弹簧支起来，在筛子上安装一个电动偏轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15 s，在某电压下，电动偏心轮转速是36 r/min。已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期。那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的 ( ) A．提高输入电压 B．降低输入电压 C．增加筛子质量 D．减小筛子质量
【课后练习】 1．一列队伍过桥时，不能齐步走，这是为了( ) A．减小对桥的压力 B．使桥受力均匀 C．减小对桥的冲力 D．避免使桥发生共振
2．如图5－1所示是单摆做阻尼振动的振动图线，下列说法正确的是( ) A．摆球A时刻的动能等于B时刻的动能 B．摆球A时刻的势能等于B时刻的势能 19
C．摆球A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D．摆球A时刻的机械能大于B时刻的机械能
3．弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小，这是由于( ) A．振子开始振动时振幅太小 B．在振动过程中要不断克服外界阻力做功，消耗能量 C．动能和势能相互转化 D．振子的机械能逐渐转化为内能
4．如图5－2所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，A是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动，下列结论正确的是( ) A．其他各摆的振动周期与A摆的相同 B．其他各摆的振幅都相等 C．其他各摆的振幅不同，E摆的振幅最大 D．其他各摆的振动周期不同，D摆周期最大
5．如图5－3所示装置中，已知弹簧振子的固有频率f固＝2 Hz，电动机皮带轮的直径d1是曲轴皮带轮d2的12。为使弹簧振子的振幅最大，则电动机的转速应为( ) A．60 r/min B．120 r/min C．30 r/min D．240 r/min
6．如图5－4所示的装置中，在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手C，让其上下振动，周期为T1，若使把手以周期T2(T2＞T1)匀速转动，当运动都稳定后，则( ) A．弹簧振子的振动周期为T1 B．弹簧振子的振动周期为T2 C．要使弹簧振子振幅增大，可让把手转速减小 D．要使弹簧振子振幅增大，可让把手转速增大
7．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是 ( ) A．机械能逐渐转化为其他形式的能 B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能 D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能
8．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是 ( ) ①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大 ②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小 ③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率 ④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率 A．① B．③ C．①④ D．②④
20
9．下列说法正确的是( ) A．某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关 B．某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关 C．某物体发生共振时的频率等于其自由振动的频率 D．某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动
10．下列振动中属于受迫振动的是( ) A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动 B．打点计时器接通电源后，振针的振动 C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动 D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动
11．下列说法正确的是( ) A．实际的自由振动必然是阻尼振动 B．在外力作用下的振动是受迫振动 C．阻尼振动的振幅可以保持不变 D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件有关
12．部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时，不许高声叫喊，主要原因 是( ) A．减轻对桥的压力，避免产生回声 B．减少对桥、雪山的冲量 C．避免使桥、使雪山发生共振 D．使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少
13．正在运转的机器，当其飞轮以角速度ω0匀速转动时，机器的振动并不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱．在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从零较缓慢地增大到ω0，在这一过程中( ) A．机器不一定会发生强烈振动 B．机器一定会发生强烈的振动 C．若机器发生强烈振动，强烈振动发生在飞轮的角速度为ω0时 D．若机器发生强烈振动，强烈振动发生时飞轮的角速度肯定小于ω0
14.如图7所示是一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知( ) A．驱动力的频率为f2时，振子处于共振状态 B．驱动力的频率为f3时，振子的振动频率为f3 C．假如让振子自由振动，它的频率为f2 D．振子做自由振动时，频率可以为f1、f2和f3
15．某振动系统的固有频率f1，该振动系统在频率为f2的驱动力的作用下做受迫振动，系统的振动频率为 [ ] A．f1 B．f2
C．f1+f2 D．（f1+f2）/2 21
例题答案： 1. 【答案】B、D
【解析】因单摆做阻尼振动，根据阻尼振动的定义可知，其振幅越来越小。而单摆振动过程
中的周期是其固有周期，是由本身条件决定的，是不变的，故A项错误，B项正确；又因单摆做阻尼振动过程中，振幅逐渐减小，振动的能量也在减少，即机械能在减少，所以C项错误，D项正确。选B、D。 2. 【答案】B、D 【解析】受迫振动是系统在外界周期性驱动力作用下的振动，驱动力是周期性的，不可能为
恒力；系统做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，这个频率可能大于、等于或小于固有频率，故B、D正确。 3. 【答案】A、B、D 【解析】M摆动时，m摆做受迫振动，稳定后，m摆振动周期应等于驱动力的周期，即等
于M摆的周期，故选项A正确；当m摆长与M摆长相等时，两者的固有周期相等，而M摆的固有周期就是使m做受迫振动的驱动力周期，可见m摆处于共振状态，选项B正确；M摆长发生变化，就是使m做受迫振动的驱动力周期发生变化，由于m的固有周期不变。这样两个周期差别就发生了变化，因而m的振幅也发生了变化，选项C错误；单摆振动的能量不仅与振幅有关，还跟振动系统的质量有关。如果M的质量比m的大得多，从M向m传递的能量有可能使m的振幅大于M的振幅，选项D正确。综上所述，正确答案是A、B、D项。
4. 【答案】A、C 【解析】在题设条件下，筛子振动的固有周期T固＝1510 s＝1.5 s，电动偏心轮的转动周期(对筛子来说是驱动力的周期)T驱＝6036 s＝1.67 s。要使筛子振幅增大，就是使这两个周期值靠近，
可采用两种做法：第一，提高输入电压使偏心轮转得快一些，减小驱动力的周期；第二，增加筛
高中物理(人教版)选修3-4(学案课件)：第十一章 机械振动 章末小结
解析：(1)由游标卡尺的测量规则知乙图正确 (2)小球摆动到最低点时，挡光使得光敏电阻阻值增大， 从t1时刻开始，再经两次挡光完成一个周期，故T＝2t0；摆 长为摆线长加小球半径，当小球直径变大，则摆长增加，由 周期公式T＝2π l g 可知，周期变大；当小球直径变大，挡
光时间增加，即Δt变大．
• 答案：(1)乙 (2)2t0 变大 变大
• (2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆 动，为了将人工记录振动次数改为自动记 录振动次数，在摆球运动最低点的左、右 两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如 图甲所示．光敏电阻与某一自动记录仪相 连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t 变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周 期为________．若保持悬点到小球顶点的 绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的 另一小球进行实验，则该单摆的周期将 ________(填“变大”、“不变”或“变小 ”)，图乙中的Δt将________(填“变大”
• 本章在高考中，常考知识点有单摆周期公 式及其应用，弹簧振子的振动、振动图象 及对日常生活现象的解释，振动过程中物 理量的变化等，有时结合万有引力定律， 电场等知识联合考查，题型多以选择、填 空为主．
•
(2009·浙江理综，14)(1)在“探究单 摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学 用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所 示．测量方法正确的是________(选填“甲 ”或“乙”)．
高中物理选修3-4教学设计4：11.4 单摆教案
11、4单摆的教学设计一、教材分析《单摆》是人教版高中物理选修3-4机械运动第四节的教学内容，是简谐运动的实例应用，既是本章重点又是高考热点。
本节重点是单摆周期及其应用。
二、教学目标1．知识与技能：（1）知道什么是单摆；（2）理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件；（3）知道单摆的周期和什么有关，掌握单摆振动的周期公式，并能用公式解题。
（4）知道利用单摆可以测定重力加速度2．过程与方法：（1）通过单摆做简谐运动条件的学习，体会用近似方法研究物理问题（2）通过研究单摆周期，掌握用控制变量法研究问题3情感、态度和价值观：通过介绍科学家的情况，激发学生发现知识热爱科学的热情；鼓励学生象科学家那样不怕困难，勇于发现勇于创造！三、教学重难点：重点：单摆的周期公式及其成立条件。
难点：单摆回复力的分析。
四、学情分析本节课主要学习单摆振动的规律，只有在θ<10°时单摆振动才是简谐运动；单摆振动周期。
学生对条件的应用陌生应加以强调。
五、教学方法实验、分析、探究六、课前准备小钢球、细线、铁架台七、课时安排1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标教师：在前面我们学习了弹簧振子，知道弹簧振子做简谐运动。
那么：物体做简谐运动的条件是什么？学生：物体做机械振动，受到的回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。
今天我们学习另一种机械振动——单摆的运动。
（展示实验器材）（三）合作探究、精讲点播1、阅读课本第13页到14页，思考：什么是单摆？什么情况下单摆可视为简谐运动？答：一根细线上端固定，下端系着一个小球，如果悬挂小球的细线的伸长和质量可以忽略，细线的长度又比小球的直径大得多，这样的装置就叫单摆。
在偏角很小的情况下，单摆的运动可视为简谐运动。
2物体做机械振动，必然受到回复力的作用，弹簧振子的回复力由弹簧弹力提供，单摆同样做机械振动，思考：单摆的回复力由谁来提供，如何表示？（教师引导）梯度小问题：（1）平衡位置在哪儿？（2）回复力指向？（学生回答）（3）单摆受哪些力？（学生黑板展示）（4）回复力由谁来提供？（学生回答）注意：数学上的近似必须让学生了解，同时通过此处也能让学生单摆做简谐运动是有条件3．单摆的周期（有条件的话最好让学生动手实验）我们知道做机械振动的物体都有振动周期，请思考：单摆的周期受那些因素的影响呢？学生：可能和摆球质量、振幅、摆长有关。
高中物理 第十一章 机械振动 4 单摆学案1 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
高中物理第十一章机械振动4 单摆学案1 新人教版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十一章机械振动4 单摆学案1 新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理第十一章机械振动4 单摆学案1 新人教版选修3-4的全部内容。
4 单摆1．单摆(1）定义：一根细线悬挂一小球，如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比可以忽略，这样的装置叫做单摆。
（2）实际摆可视为单摆的条件：①摆线的形变量比摆线的长度小得多，可把摆线看成不可伸长的线。
②摆线的质量比摆球的质量小得多,这时可以认为摆线是没有质量的.③摆球的大小比摆线的长度小得多，这时可把摆球看成质点.【例1】下列关于单摆的说法，正确的是（)A．单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处时的位移为A（A为振幅），从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为－AB．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合外力C．单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力D．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零2．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＝－错误!x.(3）运动规律：单摆在偏角很小时做简谐运动，其振动图象遵循正弦函数规律.谈重点：回复力的推证如图所示，G1＝mgsin θ是沿摆球运动方向的力，正是这个力提供了使摆球振动的回复力,也可以说成是摆球沿运动方向的合力提供了摆球摆动的回复力:F＝G1＝mg sin θ，当偏角很小时，sin θ≈错误!，所以单摆的回复力为F＝－错误!x。
高中物理 第十一章 第4节 单摆讲义(含解析)新人教版选修3-4-新人教版高中选修3-4物理教案
单摆一、单摆及单摆的回复力┄┄┄┄┄┄┄┄①1．单摆(1)组成：①细线，②小球。
(2)理想化模型的要求①质量关系：细线质量与小球质量相比可以忽略；②线度关系：球的直径与线的长度相比可以忽略；③力的关系：忽略摆动过程中所受阻力作用。
为了组成单摆，应尽量选择质量大、直径小的球和尽量细且不可伸长的线。
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 ＝－mg lx 。
(3)单摆运动规律：单摆在偏角很小时做简谐运动，其振动图象遵循正弦函数规律。
[注意]回复力是按效果命名的力，是沿振动方向上的合力，不是物体受到的合力。
①[选一选]关于单摆的摆球在运动中所受的力，下列说法正确的是( )A ．摆球运动到平衡位置时，重力与摆线拉力的合力为零B ．摆球在运动过程中受到三个力的作用：重力、摆线的拉力和回复力C ．摆球在运动过程中，重力和摆线拉力的合力等于回复力D ．摆球在运动过程中，重力沿圆弧方向上的分力等于回复力解析：选D 摆球所受外力为重力和摆线拉力，B 错误；摆球的轨迹是圆弧，故重力、拉力的合力除提供回复力外，还提供向心力，C 错误；摆球所受合外力在圆弧方向的分力(等于重力沿圆弧方向的分力)作为回复力，在圆弧法线方向上的分力作为摆球做圆周运动的向心力，D 正确；除最高点外，摆球的回复力并不等于合外力，在最低点平衡位置处，回复力为零，回复力产生的加速度为零，但有向心力，有向心加速度，故重力与摆线拉力的合力不为零，A 错误。
二、单摆的周期┄┄┄┄┄┄┄┄②1．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，周期越长；摆长越短，周期越短。
2．周期公式(1)提出：周期公式是荷兰物理学家惠更斯首先提出的。
【高中物理】物理人教版选修3-4学案：第十一章第4节 单摆
4．单摆1．知道什么是单摆。
2．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，并能用来进行有关的计算。
冬天走时准确的老式挂钟，到了夏天就不准确了，为什么呢？应该怎样调整？提示：由于热胀冷缩，到了夏天，挂钟的钟摆变长了，摆动的周期发生了变化，所以走时不准确了，应该调整钟摆的长度，调整摆锤下面的螺母，让摆锤的重心升高即可。
1．单摆由细线和小球组成，细线的______与小球相比可以忽略，球的______与线的______相比也可以忽略。
忽略摆动过程中所受阻力的作用，单摆是实际摆的理想化模型。
为了满足上述条件，我们尽量选择质量大、半径小的球和尽量细的无弹性的线。
思考：结合单摆模型的特点想一想，下列装置能否视为单摆，为什么？2．单摆的回复力(1)回复力的提供：摆球的重力沿______方向的分力。
(2)回复力的特点：在偏角很小时，单摆所受的回复力和它偏离平衡位置的位移大小成______，方向总是指向__________，即________________。
(3)运动规律：单摆在偏角很小时做__________，其振动图象遵循__________规律。
思考：如图所示，细线下悬挂一个除去了栓塞的注射器，注射器向下喷出一细束墨水。
沿着与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张白纸，喷到白纸上的墨迹便画出振动图象。
你知道为什么要匀速拖动长木板吗？3．单摆的周期(1)实验研究：单摆的振幅、质量、摆长对周期各有什么影响？控制条件：实验主要是为研究属于简谐运动的单摆振动的周期，所以摆角不要超过5°。
步骤1：把摆长相同的两个摆球从不同高度释放，观察现象：摆球同步振动，说明单摆振动的周期与______无关。
步骤2：将摆长相同、质量不同的摆球拉到同一高度释放，观察现象：两摆球同步振动，即说明单摆的周期与____________无关，不受其影响。
步骤3：取摆长不同，两个相同的摆球从某一高度同时释放，观察现象：两摆球振动不同步，而且摆长越长，振动就越慢。
高中物理 第十一章 机械振动 实验：用单摆测定重力加速度学案 新人教版选修3-4-新人教版高中选修3
实验：用单摆测定重力加速度1．学会用单摆测定当地的重力加速度。
2．能正确熟练地使用游标卡尺和秒表。
一、实验原理单摆在摆角很小(不大于5°)时的运动，可看成简谐运动。
根据单摆周期公式□01T＝2πlg，有g＝□024π2lT2，通过实验方法测出摆长l和周期T，即可计算得到当地重力加速度g的值。
二、实验器材带小孔的小金属球；长1 m左右的细尼龙线；铁夹；铁架台；游标卡尺；毫米刻度尺；秒表。
三、实验步骤(1)让细线穿过球上的小孔，在细线的穿出端打一个比孔稍大一些的线结。
(2)把细线上端固定在□01铁架台上，使摆球自由下垂，制成一个单摆。
(3)用刻度尺测量单摆的摆长(摆线静止时从悬点到□02球心间的距离)。
(4)把此单摆从平衡位置拉开一个角度，并使这个角小于等于□035°，再释放小球。
当摆球摆动稳定以后，过□04最低点位置时，用秒表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)的时间，求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期。
(5)改变摆长，反复测量几次，将数据填入表格。
课堂任务 测量过程·获取数据仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：本实验的研究对象是谁？要得到什么数据？提示：本实验的研究对象是单摆，通过测量其周期与摆长从而得到当地的重力加速度。
活动2：如何制做如图甲所示的单摆？提示：取约1 m 长的细线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。
活动3：怎样测量摆长？提示：从悬点到球心的距离是摆长。
用米尺量出摆线长L (精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D ，则单摆的摆长l ＝L ＋D2。
活动4：怎样测量周期？提示：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于等于5°)，然后释放小球，记下单摆全振动30次或50次的总时间，算出全振动一次的时间，即为单摆的振动周期。
反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。
高中物理《11.4单摆》导学案(无答案)新人教版选修3-4(2021年整理)
河南省开封市兰考县高中物理《11.4单摆》导学案（无答案）新人教版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（河南省开封市兰考县高中物理《11.4单摆》导学案（无答案）新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为河南省开封市兰考县高中物理《11.4单摆》导学案（无答案）新人教版选修3-4的全部内容。
11.4 单摆【自主预习】1．单摆(1）组成：① ,②·（2)理想化要求:①质量关系：细线质量与小球质鼍相比可以·②线度关系：球的与线的长度相比可以忽略·③力的关系:忽略摆动过程中所受作用实验中为满足上述条件，我们尽量选择质量大、小的球和尽量细的线2．单摆的回复力(1)回复力的提供：摆球的重力沿方向的分力·(2)回复力的特点：在偏角很小时，单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成 ,方向总指向。
即 F= 。
（3)运动规律：单摆在偏角很小时做运动,其振动图像遵循函数规律．[关键一点］除两个最大位移处，单摆的回复力不是摆球所受的合力．3．探究单摆周期与摆长的关系(1)实验表明，单摆振动的周期与摆球——无关，在振幅较小时与无关，但与摆长有关,摆长，周期越长.（2)周期公式：荷兰物理学家发现单摆的周期丁与摆长L的二次方根成，与重力加速度g的二次方根成他确定为：T= ．(3)应用①计时器原理：单摆的等时性 校准：调节 可调节钟摆的快慢 ②测重力加速度由g L T π2=得g= ，即只要测出单摆的 和 ，就可以求出当地的重力加速度。
【典型例题】一、单摆【例1】单摆是为了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 ．摆线长度不伸缩 C ．摆球的直径比摆线长度短得多 D ．只要是单摆的运动就是一种简谐运动二、单摆的回复力【例2】下列关于单摆的说法,正确的是 （ ） A ．单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处时的位移为A （A 为振幅），从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为 —AB ．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合外力C ．单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力D ．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零三、单摆的周期【例3】一个单摆的摆长为L ,在其悬点O 的正下方0.19L处有一钉子P (如图11－4－2所示)，现将摆球向左拉开到A ,使摆线偏角α＜10°，放手使其摆动，求出单摆的振动周期。
高中物理人教版选修3-4教学案：第十一章 第4节 单 摆 Word版含解析
第4节单_摆一、单摆组成 要求细线 摆线看成是不可伸长，且没有质量的细线 小球摆球看成是没有大小只有质量的质点单摆是理想化模型：忽略在摆动过程中所受到的阻力，实验中尽量选择质量大、体积小的小球和尽量细不可伸长的线。
二、单摆的回复力1．回复力的提供：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，单摆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 ＝－mg l x 。
3．单摆的运动规律：单摆在偏角很小时做简谐运动，其振动图像遵循正弦函数规律。
三、单摆的周期1．定性探究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响 (1)探究方法：控制变量法。
1.在摆角小于5°的情况下，单摆的自由振动是简谐运动。
2．单摆是理想化模型：忽略在摆动过程中所受到的阻力，摆线看成是不可伸长，且没有质量的细线。
3．单摆的回复力是由摆球的重力沿运动方向的分力提供，与摆球偏离平衡位置的位移成正比，方向总是指向平衡位置。
4．荷兰物理学家惠更斯首先提出单摆的周期公式T ＝2πlg，利用周期公式可以测定当地的重力加速度。
(2)实验结论①单摆振动的周期与摆球的质量无关。
②振幅较小时，周期与振幅无关。
③摆长越长，周期越长；摆长越短，周期越短。
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 ＝tN 计算它的周期。
(2)摆长的测量：用刻度尺测出细线长度l 0，用游标卡尺测出小球直径D ，利用l ＝l 0＋D 2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 -l 2或T -l 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 ＝2πlg ，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。
4．周期公式的应用由单摆周期公式可得g ＝4π2lT 2，只要测出单摆的摆长l 和周期T 就可算出当地的重力加速度。
2018-2019学年高中物理人教版选修3-4教学案：第十一章 第3节 简谐运动的回复力和能量 W
姓名，年级：时间：第3节简谐运动的回复力和能量1。
如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动.2．回复力是指将振动物体拉回到平衡位置的力，其方向总是指向平衡位置。
3．在简谐运动中，振动系统的机械能守恒，振幅越大，机械能就越大。
4．简谐运动中,在平衡位置处动能最大，势能最小，最大位移处动能为0，势能最大。
一、简谐运动的回复力1．简谐运动如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
2．回复力使振动物体回到平衡位置的力。
3．回复力的方向总是指向平衡位置.4．回复力的表达式F＝－kx。
即回复力与物体的位移大小成正比，“－”号表明回复力与位移方向始终相反，k是一个常数，由简谐运动系统决定。
二、简谐运动的能量1．振动系统（弹簧振子)的状态与能量的对应关系:弹簧振子运动的过程就是动能和势能互相转化的过程.(1)在最大位移处，势能最大，动能为零.（2)在平衡位置处,动能最大，势能最小.2．简谐运动的能量特点：在简谐运动中,振动系统的机械能守恒,而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种理想化的模型.1．自主思考——判一判(1)回复力的方向总是与位移的方向相反.（√)(2)回复力的方向总是与速度的方向相反。
（×)(3）回复力的方向总是与加速度的方向相反。
(×）(4)水平弹簧振子运动到平衡位置时,回复力为零，因此能量一定为零。
（×）(5)回复力的大小与速度大小无关，速度增大时，回复力可能增大，也可能减小。
（×）2．合作探究—-议一议（1）简谐运动的回复力F＝－kx中，k一定是弹簧的劲度系数吗？提示:不一定。
k是一个常数，由简谐运动系统决定。
对于一个特定的简谐运动系统来说k 是不变的,但这个系统不一定是弹簧振子，k也就不一定是劲度系数。
（2）在弹簧振子的运动过程中,弹性势能最大的位置有几个？动能最大的位置有几个？提示：在弹簧振子的运动过程中，弹性势能最大的位置有两个，分别对应于振子运动的最左端和最右端。
高中物理 第十一章 第1节 简谐运动讲义(含解析)新人教版选修3-4-新人教版高中选修3-4物理教案
简谐运动一、弹簧振子及其位移—时间图象┄┄┄┄┄┄┄┄①1．弹簧振子(1)平衡位置：振子原来静止时的位置。
(2)机械振动：振子在平衡位置附近的往复运动，是一种机械振动，简称振动。
(3)振子模型：如图所示，如果小球与杆之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子。
(4)振动特点：振动是一种往复运动，具有周期性和往复性。
2．弹簧振子的位移—时间图象(1)建立坐标系：以小球的平衡位置为坐标原点，沿振动方向建立坐标轴。
规定小球在平衡位置右边时，位移为正，在平衡位置左边时，位移为负。
(2)绘制图象：用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置，以横坐标轴代表时间t，纵坐标轴代表位移x，绘制出的图象就是xt图象，是一条正弦函数曲线。
(3)图象的物理意义：反映了振动物体相对平衡位置的位移随时间的变化规律。
[注意] 对振动位移的理解1．振动位移的大小为平衡位置到振子所在位置的距离，方向由平衡位置指向振子所在位置。
2．xt图象中，时间轴上方位移为正、时间轴下方位移为负，位移大小为图线到时间轴的距离。
①[判一判]1．平衡位置即速度为零时的位置(×)2．振子的位移－5 cm小于1 cm(×)3．弹簧振子运动的轨迹是一条正弦(或余弦)曲线(×)4．振子运动的路程越大发生的位移也越大(×)二、简谐运动及其图象的应用┄┄┄┄┄┄┄┄②1．简谐运动的定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(xt图象)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
2．简谐运动的特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种往复运动。
3．图象的应用：医院里的心电图仪、地震仪中绘制地震曲线的装置。
[说明]1．只要质点的位移随时间按正(余)弦规律变化，这个质点的运动就是简谐运动。
2．简谐运动的图象不是振动质点的轨迹。