单摆教学设计.doc

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1、单摆教学设计一、教材分析1、教材的地位与作用《单摆》是高中物理人教版选修3-4第11章第4节内容。本节内容安排在《简谐运动的回复力和能量》之后，属于简谐运动的应用实例，起到了承上启下的作用。在学习“单摆”之前，学生们学习了简谐运动及其图象，简谐运动的振幅、周期、频率以及回复力和能量等内容。这里作为简谐运动的应用实例，来学习单摆的运动规律、受力情况和图像特点，以加强对单摆内容的理解，深化、突出了单摆这种简谐运动。2、教材处理由于单摆内容多、理论性强、探究过程复杂，故本节课只学习单摆振动的图像和回复力、单摆做简谐运动的条件

2、等内容，单摆的周期及运用单摆测重力加速度留待下节课讨论。3、学情分析经过近两年的高中学习，学生已经掌握了高中物理学中处理问题的很多基本方法，具有了一定的思维能力和接受能力。但是由于本节课结合了数学知识，涉及到小角度的近似处理，这在高中物理学习中是第一次出现，学生对这样的处理感觉有困难。二、教学目标知识与技能：1、知道什么是单摆，了解单摆的运动特点2、知道在摆角很小时单摆做简谐运动过程与方法：经历证明单摆运动是简谐运动的过程，学生体会数学方法在物理中的应用情感态度与价值观：通过证明过程，培养学生学习科学的兴趣和自觉性。并

3、在学习证明的过程中，学会运用科学态度、科学价值观去克服困难、探究解决类似的问题三、教学重难点重点：单摆振动的特点难点：单摆的回复力以及对小角度的近似处理。五、教学过程（一）引入新课PPT展示摆钟、秋千照片，引导学生分析它们的运动都有什么相同点，提问这些摆动是属于一种什么样的运动呢？今天我们来学习最简单的摆动——单摆的运动。本堂课主要解决两个问题1、知道什么是单摆。2、证明单摆的运动是不是简谐运动（二）进行新课板书：11.4单摆1、单摆模型（1）单摆：一根不可伸长的细绳，一端固定，另一端与小球相连，如果细线的质量与小球相

4、比可以忽略，求的直径与线的长度相比可以忽略，忽略空气阻力的影响，这样的装置叫单摆。教师活动：由学生预习教材，得出单摆的定义。教师对定义进行补充说明。设计意图：培养学生自学能力，加深对单摆概念的理解。教师活动：这样的装置在生活中存在吗？设计意图：使学生意识到这样的装置在现实生活中不存在，是一种理想化模型。（2）单摆是实际摆的理想化模型，学生总结实际摆可看做单摆条件，教师补充。教师活动：PPT展示练习题1.(多选)制作一个单摆，合理的做法是(　　)A．摆线细而长　　　　　　　B．摆球小而不太重C．摆球外表面光滑且密度大D．

5、端点固定且不松动2.用下列哪些材料能做成单摆()A.长为1米的细线B.长为1米的细铁丝C.长为0.2米的细丝线D.长为1米的麻绳E.直径为5厘米的泡沫塑料球F.直径为1厘米的钢球G.直径为1厘米的塑料球H.直径为5厘米的钢球总结悬线：细、长、伸缩可忽略摆球：小而重（即密度大）教师活动：向学生讲解何为摆长、摆线长以及偏角。设计意图：使学生更加明确什么是单摆模型，摆球大小不可完全忽略，故摆长与摆线长不同。2、单摆的运动教师活动：如何判断一个运动是不是简谐运动呢？单摆是否做简谐运动呢？学生：可根据振动图像（正弦曲线）或判断回

6、复力（F=-kx）设计意图：针对两种证明方法展开教学(1)画单摆的x-t图象播放演示实验视频，画出单摆的x-t图象，与正弦曲线十分相似教师活动：既然图象与正弦曲线十分相似，那单摆的运动就有可能是简谐运动，那到底是不是？如果我们得到的图像很准确，我们可以去做拟合曲线，得到图像如果严格满足正弦规律，说明就是。但这个对实验要求比较高，如果不是匀速拉动也会得不到正弦曲线的。下面我们从另一个角度去做一个判断，我们从力的特征求回复力去证明单摆的振动是不是简谐运动。教师活动：凡是振动都需要回复力，那单摆的回复力是什么力呢？设计意图：

7、学生明确，接下来要寻找回复力。(2)单摆的回复力分析①确定平衡位置当摆球静止于O点时，摆球受到的重力G和悬线的拉力Ｆ′彼此平衡，O点就是单摆的平衡位置.②分析回复力教师活动：提问单摆在振动过程中受到哪些力作用？生：答教师：找几个学生板书各个特殊位置单摆受力分析图，其他学生在下面分析。教师活动：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？学生讨论后让学生回答。教师活动：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：一是使小球做圆周运动，速度方向发生变化，这个效果力称为向心力。

8、二是使小球总是有回到平衡位置的趋势，这个效果力就是我们说的回复力，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。教师活动：板书F=F2=mgsinθ，强调单摆区别于弹簧振子，由于其也在做圆周运动，故平衡位置合力不为零，提供回复力的也不是合力而是重力沿切线方向的分力。教师活动：由单摆的回复