比赛课《单摆》教案

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1、课题第四节单摆教材分析本节课内容编排在《简谐运动的图像》后面，符合学生的认知特点，学生就可以利用简谐运动的图像的方法对单摆的运动进行分析，提高学生对简谐运动的规律和图像的综合应用能力。此外，教材中物理学中两个重要的学习方法，一是忽略次要因素抓住主要因素的研究方法，二是控制变量法的实验方法。教学过程中要注意挖掘教材内涵，培养学生的科学态度和综合能力。教学目标知识目标：1、掌握单摆的构造及注意事项；2、理解单摆在摆角很小（θ<10）时做的是简谐运动；3、知道单摆的周期公式及掌握周期公式的应用。能力目标：1、掌握力的分解法和数学的近似处理的方法2、学会运用

2、控制变量法的试验方法分析问题德育目标：1、通过多角度分析单摆的运动，培养学生严谨的科学态度；培养学生的综合能力。教学重点知识考察重点：①单摆的构造及注意事项；②单摆恢复力的分析；③单摆周期公式；能力培养重点：①培养学生运用数学近似处理法分析物理问题②控制变量实验法探究单摆周期与什么因数有关教学难点1、单摆做简谐运动的条件2、单摆周期公式及应用教学方法直观感受运动个过程；猜想运动规律；实验探究证实猜想教学用具不同单摆若干个；天平；米尺；秒表课时安排1课时教学过程一、导入新课拿出一个准备好的单摆，像学生介绍这个装置的构造：一根轻绳，一段固定在铁架台上，下

3、端拴着一个铁球，小球的质量要远远大于绳的质量，球的大小要远远小于绳长，拉离平衡位置就可以做来回的摆动。这样的装置叫做单摆。设问：生活中，同学看见过这样的装置和运动嘛？请同学们举些例子？┉┉同学们看到这些现在的时候有没有注意过他们的运动规律呢？讲个故事：伽利略年轻时发现单摆的等时性。二、新课教学1、单摆运动的性质把单摆拉开一个角度，让其摆动，请同学观察并猜想单摆的运动，遵守什么样的运动规律？并说明自己猜想的理由机械振动？（理由）简谐运动？（理由）请同学们提出自己的看法。（提问）（学生会说出机械振动的定义，简谐运动的定义）我们的猜想是否正确呢？我们就必须

4、拿出科学依据。我们就从力的角度去分析一下，单摆的摆动过程。请同学到黑板做单摆的受力分析。（有同学提出空气阻力的问题，由于空气阻力相对于摆球的重力来说，很小很小可以忽略不计）对这些力进行分析，把重力分解，分为绳子方向和垂直绳子方向）绳子方向的合力提供摆球做圆周运动的向心力，而垂直绳子方向的呢？？由此证明：在摆角很小（θ<10）的情况下，单摆的运动属于简谐运动。从回复力的角度证明了单摆的运动属于简谐运动，上节课刚刚讲过物体做简谐运动的位移--时间图像是正弦或余弦曲线，那单摆的运动是不是呢？（做实验）介绍实验仪器和实验原理实验结果再次证明了，单摆的运动属于

5、简谐运动，而做简谐运动的一大特征是周期性。单摆摆动的周期跟什么因数有关呢？？2、单摆的周期与什么因素有关？请同学们猜想：（先留1到2分钟,给学生思考，然后请个同学说说自己的猜想及理由）请一组同学到讲台来展示的实验设计。并向同学们解释实验方法（根据学生的实验过程和解释再做相应的补充和说明。）【学生实验预想】：[演示1]将摆长相同，质量不同的摆球拉到同一高度释放。现象：两摆球摆动是同步的，即说明单摆的周期与摆球质量无关，不会受影响。那么就可以用这两个单摆去研究周期和振幅的关系了，在做之前还要明确一点，振幅是不是可任意取？这个实验主要是为研究属于简谐运动的

6、单摆振动的周期，所以摆角不要超过10°。[演示2]摆角小于10°的情况下，把两个摆球从不同高度释放。现象：摆球同步振动，说明单摆振动的周期和振幅无关。刚才做过的两个演示实验，证实了单摆振动周期和摆球质量、振幅无关。[演示3]取摆长不同，两个摆球从某一高度同时释放，注意要α＜10°。现象：两摆振动不同步，而且摆长越长，振动就越慢。这说明单摆振动和摆长有关。【实验结论】：单摆的周期跟单摆的振幅无关，与摆球的质量无关，而摆长越长，周期越大。实际上，荷兰物理学家惠更斯经过研究证实单摆的周期还跟当地的重力加速度有关。得出单摆周期公式【注意】这个公式的提出，也是

7、在单摆振动是简谐运动的前提下，即满足摆角α＜10°。条件：摆角α＜10°关于单摆周期公式的推导过程，限于我们高中的数学知识，不能推导，所以推导过程不做要求，只要求学会应用单摆周期公式。【单摆周期公式的应用】利用单摆准确地测定各地的重力加速度，这将在下节课我们到实验室去完成，请同学们做好准备。1、课堂练习[例1]甲乙两个单摆，甲的摆长是乙摆长的4倍，乙摆球质量是甲球质量的2倍。在甲振动5次的时间内，乙摆球振动______次。1、课堂小结：本节课主要学习了单摆振动的规律，通过对回复力的分析符合简谐运动回复力的规律，同时利用图像法也能证实单摆做简谐运动，用

8、哪种方法都要强调条件是：小角度（α＜10°）摆动。利用周期公式的推导不作要求，但是通过研究单摆与什么因数有关