加速度(教学设计)孙美.doc

速度变化快慢的描述-加速度教学设计宁夏大学附属中学 孙 美【教学目标】： 知识目标：1、知道什么是单摆？掌握单摆的构造特点2、知道单摆的受理特点，回复力是重力沿切线方向的分力3、知道单摆在偏角很小时可以近似地做简谐运动4、知道单摆周期公式及利用单摆测重力加速度的原理 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，小角近似原理【教具准备】：摆长、摆球大小和质量不一样的单摆三只，砂摆一只，【教学过程】：一、引题 前面我们认识了弹簧振子，知道弹簧振子做简谐运动，在日常生活中，我们还常常看到钟摆、秋千都在竖直平面内做摆动，这些摆动属于一种什么样的运动呢？今天我们学习最简单的摆动-单摆运动 二、进入新课 什么是单摆？师：这就是单摆（展示单摆），请同学观察总结什么样的装置是单摆？1.单摆：在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多，这样的装置叫单摆师：单摆有什么样的特点呢？请同学总结2.特点： 悬点-固定 摆球-重而小 摆线-轻而细师：什么是单摆的摆长呢?3.摆长：悬点到摆球重心的距离叫摆长师：现实生活中能找到这样的装置吗？生：没有4.单摆是理想化模型 单摆振动的回复力1、回复力分析（实验演示单摆的振动）师：通过以上观察，我们认识了单摆，单摆做什么运动生：答（机械振动、简谐运动、圆周运动等等）师：单摆是做简谐运动吗?你怎么知道的呢？怎么研究的呢？生：、师：没有研究就只能是猜想了，那我们怎么判断单摆是不是做简谐运动呢？生：研究单摆在振动过程中回复力。师：回复力什么特点时，说明是简谐运动呢？生：师：小球静止在O点时位置为平衡位置， mg=TBCAOTGG2G1师：拉动摆球使它偏离平衡位置，然后放手，摆球沿着以O为中心的一段圆弧AB做往复运动，在任意一点C的受力情况师：单摆在C点受到哪些力作用？师：教师由学生的回答板书画出单摆受力分析图师：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回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。G1与T的合力提供向心力，方向指向悬点，（圆周运动）G2提供回复力，方向指向平衡位置（往复运动） 师：板书师：板书 2、 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：展示出正弦与角度弧度制的大小关系（可以在课前预习时给学生做小角近似原理的补充学习，以提高上课的质量）角度12345Sina0.017450.03490.05320.06980.0872A0.017450.03490.05320.06990.0873 师：板书 当夹角非常小时(5), 单摆做简谐运动 单摆做简谐运动时的图象师：分析回复力特点，可以知道当夹角非常小时，单摆做简谐运动，还有没有其它方法判断单摆是否做简谐运动？生：（分析单摆运动的位移时间图像）图象猜测：让学生相互讨论，分析出单摆做简谐运动的图象实验演示图象：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。师：可以看到单摆的运动图像是正弦式变化的，证明单摆做简谐运动 单摆振动的周期1、 单摆振动周期的因素分析A猜想师：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。B实验探究 师：比较多个量与一个量之间关系时，应采用什么样的实验方法？生：控制变量法C实验演示：（教师演示，学生观察，注意摆线要足够长）保证两单摆的m,g,L一样，A不同，单摆的振动周期是否一样保证两单摆的g,L,A一样，m不同，单摆的振动周期是否一样 保证两单摆的g,A,m,一样，L不同，单摆的振动周期是否一样保证两单摆的 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一样D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2、 定量探索（探索周期与摆长的关系）师：周期与摆长有关，那么周期与摆长是什么关系呢？不同摆长的单摆演示，学生观察生：成正比（可能回答）师：是正比关系吗？做演示实验，请同学们观察总结实验演示：1）两只单摆，其中一只单的摆长为1m,另一只单摆的摆长为0.25m，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4）给出惠更斯单摆周期公式： 单摆的应用 师：单摆对于我们生活中有什么样的应用？ 1、 更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器.2、 用单摆测定重力加速度三、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？l 【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特点： 悬点-固定 摆球-重而小 摆线-轻而细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