《单摆》教学设计

单摆教学设计【教学目标】知识目标1、掌握单摆的构造2、掌握单摆的回复力是重力沿切线方向的分力3、掌握单摆在偏角很小时可以近似地做简谐运动4、掌握单摆振动的特点及周期公式能力目标1、掌握力的分解原则按作用效果分解2、初步掌握近似处理方法3、初步掌握因素分析法，能对问题进行定性分析4、会用控制变量法设计探索性实验，并对数据进行分析德育目标1、初步掌握抓住主要因素，忽略次要因素辨证唯物主义思想2、对学生进行实事求是的科学思想熏陶【重点难点】重点1、单摆振动的回复力2、单摆的偏解很小时满足简谐运动的条件3、通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式难点单摆振动的回复力【任务分析】目标之一目标之二起点能力受力分析物理建模能力简谐运动及特征单摆及其特征回复力来源分析单摆振动特征、条件、图象分析决定单摆周期的相关因素实验得出周期公式能运用周期公式解决一些实际问题目标之三目标之四目标之五【教具准备】摆长、摆球大小和质量不一样的单摆四只，砂摆一只，CIA课件一个等等。【教学过程】一、告知教学目标师看新标题板书单摆公布目标多媒体打出二、回顾原有相关知识，引入新课师问简谐运动的条件是什么生答师日常生活中那些现象属于机械振动生答（秋千，钟摆，鼓，地震等等）师1、打出动画秋千的摆动，钟摆的摆动2、问秋千和钟摆的摆动有哪些共同点生答师秋千和钟摆最终为什么一定会停下来呢生有空气阻力存在师我们能不能由秋千和单摆摆动的共性及忽略空气阻力，抽象出一个简单的物理模型呢生学生相互讨论的后让几个同学回答三、呈现新知识（一）单摆模型解说师1、由学生讨论后总结出单摆的构造一根不可伸长的细线下面悬挂一个密度大的小球就组成了单摆。2、单摆的特征摆线不可伸长，质量可忽略；小球要小，质量要大。（二）单摆振动的回复力分析1、实验演示单摆的振动2、回复力分析师（问）单摆做什么运动生答师（问）单摆在振动过程中受到哪些力作用生答师教师由学生的回答板书单摆受力分析图并打出单摆振动的动画。师单摆振动的回复力是谁学生讨论后让学生回答。（可能有重力和拉力的合力，拉力水平方向的分力，重力沿切线方向的分力等）师单摆振动时在竖直平面内做变速圆周运动，重力和拉力的合力产生两种效果使小球做圆周运动，速度大小发生变化。从匀速圆周运动知识知道，向心力只改变物体运动的速度方向，因而单摆做变速圆周运动的圆复力就是合力在切线方向的分力，这个分力也是重力沿切线方向的分力。师板书SINMGF回3、单摆做简谐运动的条件师（问）回复力的方向在什么情况下，可与位移方向相反生讨论后让学生回答（教师肯定在偏角很小时，摆长远大于振幅时）师偏角很小时单摆振动的运动轨迹与直线非常接近了。师多媒体打出正弦与角度弧度制的大小关系角度12345SINA00174500349005320069800872A00174500349005320069900873三单摆做简谐运动时的图象1、图象猜测让学生相互讨论，分析出单摆做简谐运动的图象2、实验演示图象注意实验用的砂子要细而均匀，在抽动的纸板上用双面胶贴住，这样便于把砂子粘住。3、实验后用多媒体模拟演示一下实验。SINSIN,做简谐运动来处理单摆的运动这时可以当则所以而在偏角很小时回XLMGMGFLX（四）单摆振动的周期1、单摆振动周期的因素分析师什么是振动的周期生答师单摆振动的周期可能与哪些因素有关生可能与摆球的质量，振幅的大小，摆长的长短，重力加速度等等因素有关在教师启发下对上述因素定性进行逐个分析，得出周期可能与摆长，重力加速度，振幅有关，可能与质量无关。2、实验演示比较实验（1）A,G,L一样，两个质量不同的单摆的振动周期是否不一样（2）M,G,L一样，振幅不一样的两个单摆的振动周期是否不一样（3）A,M,G一样，摆长L不一样的两个单摆的振动周期是否不一样（4）A,M,L一样，在一个单摆的下面放一只磁铁，另一只单摆下面不放，这两个单摆的振动周期是否不一样实验结论单摆的周期与摆长L和重力加速度有关，与摆球的质量和振幅无关3、定量探索探索T与L的关系（1）两只单摆，其中一只单的摆长为1M,另一只单摆的摆长为08M，让它们同时振动起来，把学生分成两组分别数这两个单摆振动的次数，根据一相同的时间内的振动次数的关系，就能推算出这两个单的周期关系（2）改变这两个单摆的摆长之间的比值关系，重做实验四次（3）根据摆长的周期之间的关系，得出LT（4）给出惠更斯单摆周期公式G2四、知识整合和应用1、如右图所示，悬挂于同一点的两个单摆的摆长相等，A的质量大于B的质量，O为平衡位置，分别把它们拉离平衡位置同时释放，若最大的摆角都小于5，那么它们将相遇在（）点点左侧点右侧无法确定2、在光滑圆弧凹槽的一端，在圆弧的圆心。半径远大于弧长。、同时无初速释放，谁先到达点3、一小球挂于O点，细线长为L，O点正下方L/2处有一铁钉。将小球拉至A处无初速释放，摆角很小，问这样的一个摆的周期是多少【课堂小结】1、单摆一根不可伸长的细线下面悬挂一个密度大的小球就组成了单摆2、单摆的回复力重力沿切线方向上的分力FMGSIN3、单摆做简谐运动的条件最大偏角不超过504、单摆做简谐运动