《单摆》教学设计与反思

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1、《单摆》教学设计与反思教学目标】（一）知识目标：（1）知道什么是单摆。（2）理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件。（3）知道单摆的周期和什么有关，掌握单摆振动的周期公式，并能用公式解题。（4）知道单摆的重要应用。（二）能力目标：　（1）通过单摆的教学，知道单摆是一种理想化的模型，学会用理想化的方法建立物理模型。（2）通过单摆做简谐运动条件的教学，体会用近似处理的方法来解决物理问题。（3）通过研究单摆的周期，掌握用控制变量的方法来研究物理问题。（4）培养学生观察实验的能力和由实验现象得出物理结

2、论的思维能力。【教学重点、难点分析】教学重点：掌握单摆的周期公式及其成立条件。教学难点：单摆回复力的分析。解决方案：通过课堂实验和课件演示以及巩固练习来突破重难点。【教学方法】读书指导，实物教学，猜想证明，实验对比，探究归纳，计算机辅助教学。【教具】单摆组，砂漏，摆钟，多媒体，自制CAI课件。【教学过程】（－）引入新课师：在前面我们学习了弹簧振子，知道弹簧振子做简谐运动。那么：物体做简谐运动的条件是什么？生：物体做机械振动，受到的回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。板书：师：今天我们学

3、习另一种机械振动——单摆的运动（二）进行新课板书：第四节单摆1.单摆的概念师：请同学们阅读课本第29页到30页第一、二段，并思考：什么是单摆？（学生阅读毕，教师出示如图1所示的四个实物摆。）提问：这四个摆是否是单摆？生一：①不是，橡皮筋的伸长不可忽略。生二：②不是，粗麻绳的质量不可忽略。生三：③不是，绳长不是远大于小球直径。生四：④不是，绳的上端不固定。教师总结：一根细线上端固定，下端系着一个小球，如果悬挂小球的细线的伸长和质量可以忽略，细线的长度又比小球的直径大得多，这样的装置就叫单摆。单摆是一

4、个理想模型。板书：理想模型①悬点：固定。②摆线：不可伸缩，质量不计，长度远大于摆球直径。③摆球：小，质量大。（教师拿出单摆展示，同时演示单摆振动，介绍单摆构成。）师：物体做机械振动，必然受到回复力的作用，弹簧振子的回复力由弹簧弹力提供。单摆同样做机械振动，请同学们思考：单摆的回复力由谁来提供，如何表示？板书：2.单摆的运动（教师用多媒体课件展示如图2所示的单摆运动及受力图，并据图分析。）当摆球静止在平衡位置点时，细线竖直下垂，摆球所受重力和悬线的拉力平衡，点就是摆球的平衡位置。将摆球拉离点，从位置

5、释放，摆球在细线的拉力和重力的作用下，沿圆弧在平衡位置附近来回振动。当摆球运动到任一位置时，将重力分解成切线方向分力和沿半径方向，重力分力不论是在左侧还是右侧始终指向平衡位置，而且正是在作用下摆球才能回到平衡位置。因此就是摆球的回复力。强调：平衡位置是回复力为零的位置。在点，单摆的回复力，单摆的振动是不是简谐运动呢？单摆受到的回复力，如图，虽然随着单摆位移增大，也增大，但是回复力的大小并不是和位移成正比，故单摆的振动不是简谐运动。但是在较小的情况下（一般取<10°），在误差允许的范围内可以近似的认

6、为，近似的有（）.又回复力的方向始终指向点，与位移方向相反，满足简谐运动的条件，即物体在大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反的回复力作用下振动，（），是简谐运动。所以当<10°时，单摆的振动是简谐运动。单摆做简谐运动，还可以从单摆的振动图象看出来。（教师结合课本实验，介绍砂漏的原理，并用砂漏作出单摆的振动图象，让学生总结图象的特点。）教师总结：单摆的图象与前面学的简谐运动的图象一样，都是正余弦曲线。这样就用实验的方法证明了，当<10°时，单摆的振动是简谐运动。板书：单摆简谐运动的条件：摆角很小

7、，<10°.师：位移大时，单摆的回复力大，位移小，回复力小。当单摆经过平衡位置时，单摆的位移为0，回复力也为0，思考：此时，单摆所受的合外力是否为0？（学生思考，回答，根据学生的回答，引导。）单摆此时做的是圆周运动，做圆周运动的物体应该受向心力。（引导学生思考，单摆作圆周运动的向心力从何而来？）在平衡位置，摆球受绳的拉力和重力的作用，绳的拉力大于重力，它们的合力充当向心力。总结：单摆经过平衡位置时，受到的回复力为0，但是所受的合外力不为0.师：我们知道做机械振动的物体都有振动周期，请思考：单摆的周

8、期受那些因素的影响呢？（引导学生猜想）板书：3．单摆的周期生：可能和摆球质量、振幅、摆长有关。师：单摆的周期是否和这些因素有关呢？下面我们用实验来证实我们的猜想，为了减小对实验的干扰，每次实验中我们只改变一个物理量，这种研究问题的方法就是……（拉长声调，等待学生回答。）生：控制变量法。师：对，控制变量法。首先，我们研究摆球的质量对单摆周期的影响。［演示1］将摆长相同，质量不同的摆球拉到同一高度释放。强调：这个实验主要研究单摆简谐运动的周期，所以摆角不要超过10°.（要求学生仔细观察