（高一物理）第10章第04节单摆教案02 人教版

1、 年 月 日备 月 日用 课 题9.4 单摆课型新课总第 课时教 学目 标1使学生明确什么是单摆2使学生理解单摆振动特点和它简谐振动的条件;3掌握单摆的周期公式,了解单摆的应用。教学重点和 难 点1理解一定条件下单摆的振动是简谐振动,掌握应用周期公式.2单摆回复力推导,对周期与质量、振幅无关的理解。实验教具电教手段摆球（3个，其中两个质量相同）、秒表、投影片。教 学 内 容教法设计学法指导上节课我们学习了简谐振动，请同学习回忆一下，什么样的机械振动是简谐振动？物体在跟位移大小成正比，并且总指向平衡位置的力的作用下的振动，叫做简谐振动。判断一物体是否作简谐振动，要从分析物体的受力着手，首先应找出

2、使物体回到平衡位置的回复力，再分析回复力的大小是否和振动位移成正比，方向是否是指向平衡位置，即是否满足F=-kx的特点。现我们研究简谐振动另一个重要特例单摆。9.4 单摆我们已知道，在一根细线下端拴一个小球就做成了一个单摆，这不是单摆严格的说法或定义，在物理学中所说的单摆是实际摆的理想化，严格的说法是，在一板不能伸长，又没有质量的线的下端拴一个质点。1单摆：lR MRml l=0通常，如果线很细，伸缩和质量可忽略，球直径比线长短的多，这样的装置就叫做单摆。让学生看一个实际单摆，拉开摆球，使它偏离平衡位置，然后放开，摆球就沿着以平衡位置O为中点的一段圆弧往复运动。平衡位置在哪儿？单摆静止不动位置

3、。单摆的振动是否为简谐振动呢？判断这个问题应从受力入手。分析：单摆运动到任意一点P受力情况：受重力mg、线拉力F重力mg有哪两个作用效果？（1）绳方向，拉紧绳（2）沿切线方向，使球加速又问：（1）改变摆球速度方向力是哪力呢？T与F1合力（2）改变运动快慢力应当是什么力？重力的分力F2单摆在摆动过程中回复力应是什么力？重力分力F2回复力F2的大小为多少呢？答：F=mgsin这们回复看来与位移并不是正比关系，由此可见，单摆的振动不是间谐振动，那么开头我们为何说单摆是简谐振动呢？如果角很小，我们会得到什么样结论呢？答：sinF=mgsin=mg=很小时，圆弧就能看作直线，OP就是摆球偏离平衡位置的位

4、移x。由此可见，回复力F的大小为，再加上回复力与位移方向关系有2单摆回复力F=mgsin当角很小时F=-在摆角很小情况下，摆球回复力大小和摆球对平衡位置的位移大小成正比，力的方向总指向平衡位置，因此在偏角很小的情况下，单摆的振动是简谐运动。结论：当偏角很小的情况下，单摆的振动是简谐运动。既然在偏角很小情况下振动为简谐运动，那么它就是有简谐运动的一切性质，经上节课我们学习，要从整体上把握一个振动的情况，必须知道物体振动的振幅、周期。单摆的振幅可以据偏角和摆长求出，下面我们着重讨论一下单摆的周期。3单摆的周期首先定性研究一下单摆的周期与哪些因素有关。测量摆长约为1m的单摆，在两个不同振幅下的周期。

5、怎样测才能误差小呢？（提示：怎样测一页纸厚度）答：测多次，而后取其平均值。为了节省时间，我只测10个全振动时间保证小角度情况下，改变幅度，读表从平衡位置计时。结果：单摆周期与振幅无关。单摆周期与振幅无关（单摆的等时性）下面我们再做实验看周期T与摆球质量之间系。单摆周期与摆球质量无关。周期与摆长有没有关系呢？取两不同摆长单摆，分别让它们作简谐运动，让学生测周期。周期T与摆长有关，且摆长越长，周期越长。总结：T与m、A无关，与l有关，那么摆长与周期有什么样关系呢？荷兰物理学家惠更期在伽利略的单摆理论上进行了深入的研究，最后得到单摆的振动周期公式，他发现单摆的振动周期与摆长的平方根成正比，跟重力加速度平方根成反比。周期公式：有谁能从理论上用上节课学知识推导出单摆周期公式？式中：T振动的周期（秒）g重力加速度（米/秒2）l摆长（米）（悬点到重心距离）只适用于偏角很小的情况最早发现单摆等时性是伽利略，他每次去教堂总看到吊着的油灯在那儿不停摆动，而摆动的时间总相等，论幅度如何。希望大家在日常生活中也要注意观察，培养自己的观察能力和分析能力。4单摆周期公式应用：制造摆钟：秒摆：一次全振动周期2秒。测