单摆振动周期.doc

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1、单摆的振动周期大悟一中闵辉胜【教学目标】一、知识与技能1.知道什么是单摆；理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动；2.理解控制变量法和对比实验法.3.知道单摆做简谐运动时具有固定周期（频率）；4.知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算；5.知道探究单摆的振动周期时采用的科学探究方法。6.掌握单摆的周期公式及其应用.二、过程与方法1.认识科学观察,物理实验,物理模型在物理学发展中的作用.2.猜想单摆的固定周期跟那些因素有关，进一步认识到有根据的、合理的猜想与假设是物理学的研究方

2、法之一,具有一定分析解决问题的能力.3.通过探究单摆的周期，使学生领悟用“控制变量”来研究物理问题的方法，学习设计实验步骤，提高学生根据实验数据归纳物理规律的能力。三、情感态度与价值观1．在实验探究的过程中，培养兴趣和求知欲，培养学生坚持不懈追求真理的科学精神.2．养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，激发学生探索与创新的意识.【教学重点、难点】重点：引导学生领悟科学探究的基本方法.难点：实验过程中数据的分析和处理.【教学用具】学生分组实验：游标卡尺，铁架台，铁夹，细线，秒表，米尺，磁铁，一组质量不同的带

3、小孔的金属小球【教材分析和教学建议】教学方法：1.采用猜想、实验验证、分析推理、归纳总结,科学探究,启发式的方法进行.2.关于单摆在摆角很小时做简谐运动的证明——采用数学公式推导法进行.教材分析：本节主要定性研究单摆作简谐运动的周期和那些因素有关，最后给出定量的公式。首先，教师应当实际生活使用的各种各样的摆抽象出单摆，例如挂钟，秋千等通过对单摆的受力分析，使学生掌握单摆作谐运动的条件。通过观察和猜想，估计单摆的振动周期和那些因素有关，并且通过设计实验验证自己的猜想。主要分三步：⑴从实际的摆中抽象出单摆.⑵

4、探究单摆运动周期.⑶研究单摆作谐运动的条件。【教学过程】一．创设情境，引入新课在日常生活中，我们经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内摆动，如摆钟、秋千，等。这些摆动都属于振动。如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置叫单摆.为什么对单摆有上述限制和要求呢?1.线的伸缩和质量可以忽略,就使质量全部集中在摆球上.2.线长比球的直径大得多，就可把摆球当作一个质点，只有质量无大小，悬线的长度就是摆长。这样，单摆就抽象成一种物理模型，便于我们研究它们振动的情况。二、进行科学探究1

5、．提出问题弹簧振子做简谐运动时具有固有周期，做简谐运动的单摆是否也有固有周期呢？2．猜想或假设弹簧振子做简谐运动的固有周期取决于振子本身的质量和弹簧的劲度系数，与振幅等外界条件无关。即固有周期仅仅取决于弹簧振子的组成系统。那么，做简谐运动的单摆的固有周期又取决于哪些因素呢？引导学生可从单摆的结构思考并组织学生讨论,结合已有的知识,经验做出猜想:a.单摆的周期可能与振幅有关;b.单摆的周期可能与摆长有关;c.单摆的周期可能与摆球的质量有关;3．设计实验（采用启发提问式，帮助学生设计实验）师问:研究的问题跟较

6、多的因素有关时，我们可以用什么方法?生:控制变量法.研究单摆周期与其中某个量的关系时，也可以用控制变量法，那么实验如何操作呢？同学们能不能设计实验来验证你们的猜想吗？教师引导：1、全班分为A,B,C,D四组，请各组设计实验方案。2、交流方案设计，讨论实验注意事项，如摆长如何测量？怎样才算是一个周期?在哪个点开始计时，有利于减小误差？等，并分配任务。4、进行实验学生分组做对比实验A组实验:只改变振幅，探究振幅与T的关系①当摆长为１ｍ时，使振幅Ａ1＝6ｃｍ，测出单摆的周期T1.②当摆长为１ｍ时，使振幅Ａ2＝4

7、ｃｍ，测出单摆的周期Ｔ1′.③……B组实验:只改变质量，探究质量与T的关系①当摆长为１ｍ时，使摆球质量为ｍ，测出单摆的周期Ｔ2.②当摆长为１ｍ时，使摆球质量为2m,测出单摆的周期Ｔ2′.③……C组实验:只改变摆长，探究摆长与T的关系①当摆长为1.2ｍ时，使用一定的质量的摆球，测出单摆的周期Ｔ3.②当摆长为0.8ｍ时，使用和甲组质量相同的摆球，测出单摆的周期Ｔ3′.③……D组实验:只改变引力（重力加速度），探究引力与T的关系①单摆的摆球用铁球(质量为ｍ)；测出单摆的周期Ｔ4.②在甲组单摆摆球的平衡位置下方放

8、一块磁铁(相当于重力加速度增大)测出单摆的周期Ｔ4′在学生做实验的同时,老师应进一步强调实验注意事项：⒈单摆悬点要用夹子固定；实验时必须保证摆角要小；并采用质量大、体积小的摆球.⒉不能让单摆做圆锥摆，必须在同一竖直平面内摆动；⒊比较法要至少比较5至6次周期与其它物理量的关系。5．分析和论证，报告结论。A组结论：周期T与振幅无关，T-A图像为一直线B组结论：周期T与质量无关，T-M图像为一直线C组结论：周期T与摆长有关，且摆长越