《单摆》精品教案.docxVIP

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《单摆》精品教案

一、教学目标

1.构建单摆的物理模型,知道单摆是一种理想化的模型;

2.经历探究影响单摆周期的因素,并能从简谐振动推导出单摆周期公式;

3.建立单摆与简谐振动的关联。

二、教学重难点

教学重点:单摆回复力形成的理解和单摆周期公式的理解及应用

教学难点:单摆做简谐运动条件的理解和证明

【学习方法】

1.观察法:通过观察物理情境和事物建立物理模型;

2.问题导向法:通过问题的解答串起学习的过程;

3.探究法:基于物理问题进行实验探究的过程和方法。

三、教学过程设计

教学环节和内容

教师活动

学生活动

基于课标、素养的

设计意图

【创设情景引入课堂】

从荡秋千等真实情境引入课堂。

回荡的秋千、来回运动的钟摆都属于摆动,它们有什么共同的特征?

体验、观察、思考、讨论。

引导学生通过真实情境建立物理知识与实际的联系。

【伽利略的发现】

讲述伽利略发现单摆的秘密的故事

引导学生从伽利略的角度进行思考,提出“如果是在座的同学们,你有什么办法验证自己的想法?”。

聆听,思考,表达

通过物理学史的介绍,渲染氛围,让学生代入到角色中,从而培养科技探索的使命感。

【建立单摆的概念】

从吊灯模型建立单摆的概念

引导学生从吊灯一步步提炼出单摆的模型

观察、思考、交流

让学生体验物理建模的过程,并提出理想模型的作用和特征。

【实验探究】

用DIS力传感器探究影响单摆的周期的因素

引导学生通过控制变量法研究决定单摆周期的因素。

①保持绳长不变,测量并比较不同质量的塑料球和钢球的周期;

②保持小球的质量不变,改变绳子的长度,比较不同长度的摆绳对应的单摆周期。

③保持绳长和小球质量不变,改变摆幅,比较不同摆幅的周期。

思考、讨论、做图、体验

引导学生在操作实验之前先制定方案,理解实验原理,培养学生的探究素养。

学生通过探究得到单摆与摆球的质量m以及摆幅均无关,只与摆长有关,体验深刻。

【验证单摆周期公式】

通过实验验证单摆的周期公式:

引导学生通过实验验证单摆的周期

观察,思考

让学生通过实验事实验证单摆公式。形成实事求是的科学态度。

【单摆与简谐振动的关系】

通过近似法推导出单摆的回复力,并发现回复力与弹簧振子相同,跟摆幅成正比,因此把单摆与简谐振子联系起来。并通过单摆公式推导出简谐振子的周期公式。

提出任务,通过问题引导带领学生进行推导。

思考、演算、回答问题

让学生形成知识间关联的习惯,培养知识迁移的能力。

【描绘单摆的振动图像】

播放实验视频:描绘单摆的振动图像。

观察、思考

通过观察实验,发现单摆的振动图像为正(余)弦图像,进一步加强单摆与简谐振动的关联。

【实践与拓展】

制作秒摆

引导学生通过推导和演算,得到秒摆的摆绳长度。

运算,并制作秒摆

提升学生的实践能力

【物理之美】

观察各种美妙的单摆

引导学生观察单摆

观察、交流

引导学生发现物理之美,鼓励学生用物理的眼光观察事物。

【板书设计】

1.单摆的条件:小球可以看作质点,摆绳长度不可伸缩,质量可忽略不计,长度较长。

2.单摆摆角很小时可以看作简谐运动;

3.单摆做简谐运动时的周期公式:

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.已知单摆a完成10次全振动的时间内,单摆b完成6次全振动,两摆长之差为1.6m,则两单摆长la与lb分别为()

A.la=2.5m,lb=0.9m

B.la=0.9m,lb=2.5m

C.la=2.4m,lb=4.0m

D.la=4.0m,lb=2.4m

解析设两个单摆的周期分别为Ta和Tb。由题意,10Ta=6Tb得Ta∶Tb=3∶5。根据单摆周期公式T=2πlg,可知l=g4π2T2,由此得la∶lb=Ta2∶Tb2=9∶25,则la=925-

lb=2525-9×1.6m=2.5

答案B

2.下列关于单摆周期的说法正确的是()

A.用一个装满沙的漏斗和长细线做成一个单摆,在摆动时沙从漏斗中缓慢漏出,周期不变

B.只将摆球的质量增大,单摆振动周期增大

C.将摆由赤道移到北极,单摆振动周期减小

D.将单摆的摆角由3°增加到5°(不计空气阻力),单摆的周期减小

解析沙从漏斗中缓慢漏出时,等效摆长变化,周期变化,选项A错误;单摆的振动周期与摆球的质量无关,选项B错误;摆由赤道移到北极,重力加速度增大,则周期减小,选项C正确;在摆角很小时,单摆的周期与摆角大小无关,选项D错误。

答案C

3.对于做简谐运动的单摆,下列说法正确的是()

A.在位移为正的区间,速度和加速度都一定为负

B.当位移逐渐增大时,回复力逐渐增大,振动的能量也逐渐增大

C.摆球经过平衡位置时,速度最大,势能最小,摆线所受拉力最大

D.摆球在最大位移处时,速度为零,处于平衡状态

解析在位移为正的区

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