《2025年新坐标同步练习高中物理选择性必修第一册人教版青海专版》

一、单摆的回复力
1. 单摆模型
如果细线的长度不可改变,细线的①质量与小球相比可以忽略,球的②直径与线的长度相比也可以忽略,这样的装置就叫作单摆。单摆是实际摆的③理想化模型。
2. 单摆的回复力
重力沿圆弧④切线方向的分力F充当使球沿圆弧做往复运动的回复力。
3. 单摆做简谐运动的条件
(1) 在摆角很小的情况下(通常θ＜5°),sinθ≈$\frac{x}{l}$,F可表示为$F= -mg\sin\theta\approx-\frac{mg}{l}x$。式中,l为摆长,x为摆球离开平衡位置的位移,负号表示回复力与位移的方向⑤相反。在摆角很小的情况下,单摆所受回复力大小与摆球位移大小成正比,方向与摆球位移方向相反。
(2) 不计空气阻力作用。

答案： 1. ①质量 ②直径 ③理想化 2. ④切线方向 3.
(1)⑤相反

二、单摆的周期
1. 周期公式
单摆做简谐运动的周期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,关系式可表示为⑥$T=2\pi \sqrt {\frac {l}{g}}$。
2. 特点：单摆做简谐运动的周期与摆长有关,摆长越长,周期越大,单摆周期与摆球质量及振幅无关。
3. 应用：单摆周期公式的发现,为人类利用简谐运动定量计时提供了可能,并以此为基础发明了真正可持续运转的时钟。

答案： 1. ⑥$T=2\pi \sqrt {\frac {l}{g}}$

判断下列说法是否正确。
(1) 制作单摆的摆球越大越好。 (×)
(2) 单摆在任何情况下的运动都是简谐运动。 (×)
(3) 单摆的回复力是重力的分力。 (√)
(4) 单摆的周期与摆球的质量无关。 (√)
(5) 单摆的振幅越小,周期越小。 (×)
(6) 摆线越长时,单摆的周期越长。 (√)

答案：
(1)×
(2)×
(3)√
(4)√
(5)×
(6)√