单摆教案完美版.pdf

《单摆》教案 山东师范大学，物电学院， 08 及物理 2班，黄露， 200800910250 一、教学目标 1．在物理知识方面的要求： (1) 理解单摆振动的特点及它做简谐运动的条件； (2) 掌握单摆振动的周期公式。 2 ．观察演示实验，概括出周期的影响因素，培养学生由实验现象得出物理结论的能力。 3 ．在做演示实验之前， 可先提出疑问， 引起学生对实验的兴趣， 让学生先猜想实验结果， 由教师实验验证，使学生能更好的有目的去观察实验。 二、重点、难点分析 1．本课重点在于掌握好单摆的周期公式及其成立条件。 2 ．本课难点在于单摆回复力的分析。 解决方案：对于重点内容通过课堂巩固练习加深印象。本课难点在于力的分析上，由教 师画好受力分析图，用彩粉笔标示，同时引导学生看书，这部分内容属于 A 类要求及了解内 容，只要使大部分学生能明白基本过程即可，重在强调最后结论。 三、教具 实验演示器材：三个单摆（两个摆长相同，质量不同；两个摆长不同。）、一个沙摆、 铁架台、纸板 2 ．多媒体设备 四、主要教学过程 ( 一) 引入新课 ( 教师拿出单摆展示，同时介绍单摆构成 ) 这就是单摆，一根绳子上端固定，下端系着一 个球。 ) 不可伸长的细线一端固定在悬点，另一端悬挂一小球，如果细线的质量和小球相比可 以忽略，小球的半径和细线相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。 提问：单摆的特点是什么？ 答： 1、细线不可伸长 2 、线长 L球半径 R 3 、M球 M线 根据单摆的特点，判断以下装置是否为单摆。 提问：第一个摆线为橡皮筋，摆球为铁球，是单摆吗？ 答：不是，摆线要不可伸长。 提问：第二个摆线为粗麻绳，摆球为铁球，是单摆吗？ 答：不是，摆线质量太重，不可忽略。 提问：第三个摆线为细绳，摆球为大木球，是吗？ 答：不是，摆球半径太大，不可忽略。 提问：第四个是单摆吗？ 答：不是，乒乓球太轻了。 提问：第五个呢？ 答：是。 提问：那么蹦极是不是？ 答：不是。 演示实验：将单摆拉开一个小角度然后突然放手。 提问：同学们观察到什么现象？ 答：单摆在摆动。 ( 二) 教学过程设计 我们就来研究一下单摆摆动的规律。首先对摆球受力分析： 1．单摆的回复力 当单摆运动到某一位置 P 时，摆球受到竖直向下的重力 G，沿绳方向的拉力 F。很明显， 在沿绳方向上摆球受力平衡，故摆球所受合力为 F 合= G sin θ 当 θ （＜5°）很小时，弧长 d≈弦长 x , sin θ=d/L ≈x/L 摆球所受合力为 F 合= - G ·（x/L ）= - kx 注意：负号表示 F 合方向总与位移 x 方向相反。 提问：请同学们回忆一下， F 合= - kx ，是个什么公式？ 答：简谐振动的回复力公式。 我们得到的回复力公式 F= -kx ，大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。并不是 无条件的，一定是在摆角 α＜5°时，单摆摆球所受到的回复力才具有这个特征。 2 ．单摆振动的摆动图像 我们说，探究一个物体的运动规律，除了看它的受力情况外，还应获得它的位移与时间 变化关系。 提问：如果让你获取单摆的运动位移随时间的变化关系，你会怎么做呢？ 答：录像，然后截屏，最后用尺量得各时刻摆球的位移，画他们的关系图。 答：频闪拍照，然后用尺量得各时刻摆球的位移，画他们的关系图。 答：将小球换成沙漏，下面放纸板，使沙洒落在纸板上，沙落点与悬点连线即为某时刻 单摆摆动位移。同时匀速拉动纸板，用纸板位移的均匀变化来体现时间的均匀变化。 三种方法都很好，但这里由于设备的限制，我们只演示沙摆的方法。 演示实验：在铁架台上装好沙摆。将沙摆拉开一个小角度，静止释放，匀速拉动纸板， 让沙洒落在纸板上。 提问：现象