《2025年优化探究同步导学案高中物理选择性必修第一册人教版》

［例1］(多选)单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是 (ABC)

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小得多
D.只要是单摆的运动就是简谐运动

答案： [例 1] ABC 单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量且摆线不伸缩，摆球直径远小于摆线长度，A、B、C 项正确；把单摆的运动作为简谐运动来处理是有条件的，只有在偏角很小($\theta ＜ 5^{\circ}$)的情况下才能视单摆的运动为简谐运动，D 项错误。

［例2］ 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 (C)

A.摆球受到重力、拉力、回复力三个力的作用
B.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： [例 2] C 摆球在运动过程中只受到重力和拉力作用，A 错误；摆球在摆动过程中，在最高点 A、C 处速度为零，回复力最大，合力不为零，在最低点 B 处，速度最大，回复力为零，细线的拉力最大，C 正确，B、D 错误。

［针对训练］
1. 单摆做小角度摆动，其振动图像如图所示。

以下说法正确的是　　(D)

A.$t_{1}$时刻摆球速度最大,摆球的回复力最大
B.$t_{2}$时刻摆球速度为零,悬线对它的拉力最小
C.$t_{3}$时刻摆球速度为零,摆球的回复力最小
D.$t_{4}$时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大

答案： [针对训练]
1.D 由题图知$t_{1}$时刻摆球处在最大位移处，速度为零，回复力最大，悬线拉力最小，故 A 错误；$t_{2}$时刻摆球处在平衡位置，其速度最大，回复力为零，悬线拉力最大，故 B 错误；$t_{3}$时刻摆球在最大位移处，速度为零，回复力最大，悬线拉力最小，故 C 错误；$t_{4}$时刻摆球在平衡位置处，速度最大，回复力为零，但摆球有竖直向上的加速度，处于超重状态，悬线对它的拉力最大，故 D 正确。