《单摆》教学设计.doc

单摆教学设计一、教材分析1.知识地位：单摆是人教版高中物理第一册第九章机械振动第四节内容，在此之前，教材安排了简谐运动、振幅、周期、频率、简谐运动的图象三节内容，然后介绍单摆的运动类型、图象特点，使教学难度自然上坡，随后介绍简谐运动的能量、共振，加强了对单摆内容理解，深化，突出了单摆这一种简谐运动。2知识特点：本节内容与老教材，（人教版第一册必修内容）相比，有较大变化。a)引课：从原来直截了当定义改为秋千插图引入定义，更加亲和、自然，形式上更为活泼。b)难度：从回避重力沿切线的分力是回复力这一难点到面对之，知难而上，拓展知识面，强调物理思维方法和熏陶，重视知识的综合运用。c)实验：由穿插在课文中改为单独框出更为醒目，加强实验，更突出探索性实验的教学。d)摆角：由原来规定改为注明，学生心理易于接受。e)图象：由单独一章节改为在第二节基础上由实验得出，知识链接加强。所以新教材知识内容布局更为合理，具有弹性，顾及对象更广，更便于多层次教学。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五二、任务分析三、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、初步掌握近似处理方法2、初步掌握因素分析法，能对问题进行定性分析3、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：初步掌握抓住主要因素，忽略次要因素辨证唯物主义思想。四、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：单摆振动的回复力五、教具准备：摆长、摆球大小和质量不一样的单摆及强磁铁若干，每四名学生分为一组，砂摆一只，CIA课件一个等等。六、教学过程：（一）复习回顾、整体模型幻灯片演示1：请回忆：什么是简谐运动？简谐运动的图像是什么形状？如果回忆不起来，请翻阅课本有关内容，或相互交换意见。设计意图：回顾有关知识，为学生自主探究本节内容在知识上做铺垫，思路上给提示。以什么形式回忆不重要，重要的是把要用的知识回忆出来。 观看视频：请同学们观看荡秋千、摆钟的运动。幻灯片演示2：抽象模型 ：我们可以把以上的两个实际运动简化为以下那一个模型？请同学们对比（1）、（2）、（3）、（4）与（5）的区别，在独立思考的基础上，可以相互议论：总结单摆的特点？然后自由发言，后面发言的同学不要重复回答，作补充或纠正即可。设计意图：以生活中常见的现象为教材的引入点，进一步丰富学生的感性材料。强调处理实际问题时，应先将实际物体抽象为模型再研究的思路。在对比中发现区别，突出单摆的特点，诱发学生归纳总结现象背后隐含的本质。（二）自主探究、揭示规律幻灯片演示3：1、请同学们将你眼前的单摆拉开一定角度后释放，观察小球的运动。判断摆球的运动是什么运动？请议论后自由发言。（单次为竖直平面内的圆周运动的一部分，多次为机械振动）2、试画图分析摆球在运动过程中，在任意一位置的受力情况。请讨论说明：摆球做圆周运动的向心力由谁来提供？摆球做机械振动的回复力由谁来提供？然后选出代表展示讨论结果。3、试写出回复力与摆角间的关系？请自由发言。设计意图：单摆的恢复力为什么不是合力？而是重力沿切线方向的分力，证明单摆是简谐运动，是本节难点所在，由于老师巧妙设疑使学生的讨论循序渐进而化解，在讲授中既注意物理思维的培养，又贯穿科学方法的应用（两次科学近似）学生在判断处理类单摆运动的有关习题时能潜移默化。幻灯片演示4：单摆在小角度下的运动是简谐运动，请同学们思考单摆的振动曲线是什么形状呢？教师演示实验：教师用砂摆做演示实验，得到正或余弦曲线。从图像上证明单摆在小角度下做简谐运动。设计意图：让学生清楚图像既然是描述运动的一种方法，在证明运动时当然可以用图像证明。幻灯片演示5：猜想单摆的周期与那些物理量有关？根据现有仪器，自行设计可对比观察的实验验证你的想法？请分组讨论，然后实验验证。控制变量实验过程：（1）探究单摆周期与摆球质量的关系 实验过程1将摆长相同，质量不同的钢球和塑料球拉到同一高度释放。学生观察现象：两摆球摆动是同步的引导学生得出结论：单摆的周期与摆球质量无关。（2）探究单摆周期与振幅的关系 实验过程2摆角较小的情况下，把两个相同的摆球从不同高度释放。学生观察现象：摆球同步振动引导学生得出结论：单摆振动的周期和振幅无关。（3）探究单摆周期与摆长的关系实验过程3取摆长不同，两个相同的摆球从某一高度同时释放。学生观察现象：两摆振动不同步引导学生得出结论：单摆振动的周期和摆长有关。（4）探究单摆周期与重力加速度的关系实验过程4将强磁铁放置到摆长、质量相同的钢球和塑料球的下方，然后把两单摆拉到同一高度释放。学生观察现象：两摆振动不同步引导学生得出结论：单摆振动的周期和重力加速度有关。幻灯片演示6：除了这种验证单摆振动的周期和重力加速度方法外，还有什么办法？讨论后谈谈自己的想法？（利用不同地域重力加速度不同，不同星球重力加速度不同等等。学生会说很多）幻灯片演示7：通过前面3个演示实验，我们可以得到什么结论？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。设计意图：这部分是本节教学的重点，通过学生从猜想到动手实验再到得出结论，使学生对单摆周期的认识由感性上升到理性。将其设计为开放性教学，学生分组实验的方式，目的是让学生亲身体验物理学的实验、探索、研究过程。幻灯片演示8：荷兰物理学家惠更斯（1629-1695）通过实验进一步找到：单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关设计意图：让学生明白，从定性到定量，实验要求更精确，更复杂，尤其对数据的处理上要求更高。今天看似简单的发现，在当时，科学家为此却作出了巨大的付出。鼓励学生要有为科学献身的精神。（三）迁移深化、学以致用幻灯片演示9：课题：如果让你测量本地的重力加速度，你能办到吗？课后学同学们交流一下意见，查阅相关资料或上网查询，看看谁的方法多。写出你的想法来。设计意图：这是一个开放性的课题，以现在学生学习过的知识，可以想出好多方法来实现，作为课后课题让学生去研究，对开发学生科学研究思维、培养科学兴趣有很好的作用。七、教学设计说明1、本节课不能过会注重知识的传授，应注重获取知识与技能的过程，使其成为学会学习和形成正确价值观的过程。2、本节课突出以学生活动为主，倡导学生主动参与过程，获取探索未知事物的方法，体验在合作与交流中的快乐与