教案精选：高二物理《单摆》教学设计

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2、1、知道单摆是一种理想化的系统，学会用理想化的方法建立物理模型。　　2、通过单摆做简谐运动条件的教学，体会用近似处理方法来解决物理问题。　　3、通过研究单摆的周期，掌握用控制变量的方法来研究物理问题。　　(三)情感、态度与价值观　　1、单摆在小角度情况下做简谐运动，它既有简谐运动的共性，又有其特殊性，理解共性和个性的关系;　　2、当单摆的摆角大小变化时，单摆的振动也将不同，理解量变和质变的变化规律。　　3、培养抓住主要因素，忽略次要因素的辨证唯物主义思想。　　【教学重点】　　1、知道单摆回复力的来源及单摆满足简谐运动的条件

3、;　　2、通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式。　　【教学难点】　　1、单摆振动回复力的分析;　　2、与单摆振动周期有关的因素。　　【教学方法】　　分析推理与归纳总结、数学公式推导法、实验验证、讲授法与多媒体教学相结合。　　【教学用具】　　单摆、秒表、米尺、条形磁铁、装有墨水的注射器(演示振动图象用)、CAI课件。　　【教学过程】　　(一)引入新课　　教师：1862年，18岁的伽利略离开神学院进入比萨大学学习医学，他的心中充满着奇妙的幻想和对自然科学的无穷疑问，一次他在比萨大学忘掉了向上帝祈祷，双眼注视着天花板上悬

4、垂下来摇摆不定的挂灯，右手按着左手的脉搏，口中默默地数着数字，在一般人熟视无睹的现象中，他却第一个明白了挂灯每摆动一次的时间是相等的，于是制作了单摆的模型，潜心研究了单摆的运动规律，给人类奉献了最初的能准确计时的仪器。　　在第一节中我们以弹簧振子为模型研究了简谐运动，日常生活中常见到摆钟、摆锤等的振动，这种振动有什么特点呢?本节课我们来学习简谐运动的另一典型实例——单摆。　　(二)进行新课　　1.单摆　　(1)什么是单摆　　秋千和钟摆等摆动的物体最终都会停下来，是因为有空气阻力存在，我们能不能由秋千和钟摆摆动的共性，忽略空

5、气阻力，抽象出一个简单的物理模型呢?　　(出示各种摆的模型，帮助学生正确认识什么是单摆)　　①第一种摆的悬绳是橡皮筋，伸缩不可忽略，不是单摆;　　②第二种摆的悬绳质量不可忽略，不是单摆;　　③第三种摆的悬绳长度不是远大于球的直径，不是单摆;　　④第四种摆的上端没有固定，也不是单摆;　　⑤第五种摆是单摆。　　定义：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。　　单摆是实际摆的理想化模型：线的伸缩和质量可以忽略──使摆线有一定的长度而无质量，质量全部集中在摆球上。线长比球的直径大得多，可把

6、摆球当作一个质点，此时悬线的长度就是摆长，实际单摆的摆长是从悬点到小球的球心。单摆的运动忽略了空气阻力，实际的单摆在观察的时间内可以不考虑各种阻力。　　(2)单摆的摆动　　①单摆的平衡位置　　当摆球静止在O点时，摆球受到重力G和悬线的拉力F’作用，这两个力是平衡的。O点就是单摆的平衡位置。　　②单摆的摆动　　演示：用力将摆球拉离平衡位置，使悬线与竖直方向成一角度，然后释放。　　分析：摆球被拉到位置A’时，摆球受到重力G，绳的拉力F’，且G与拉力F’不再平衡，所以摆球在这两个力的共同作用下，将沿以O为中点的一段圆弧做往复运动

7、。　　结论：摆球沿着以平衡位置O为中点的一段圆弧做往复运动，这就是单摆的振动。　　(用CAI课件模拟摆球所做的运动)　　2、单摆做简谐运动　　(1)单摆的回复力　　摆球受到的重力G和悬线拉力F’，在单摆振动时，一方面要使单摆振动，另一方面还要提供摆球沿圆弧的运动的向心力。在研究摆球沿圆弧的运动情况时，可以不考虑与摆球运动方向垂直的力，而只考虑沿摆球运动方向的力，如图所示。　　因为F’垂直于v，所以，我们可将重力G分解到速度v的方向及垂直于v的方向。且G1=Gsinθ=mgsinθ，G2=Gcosθ=mgcosθ。　　重力G

8、沿圆弧切线方向的分力G1=mgsinθ是沿摆球运动方向的力，正是这个力提供了使摆球振动的回复力，也可以说成是摆球沿运动方向的合力提供了摆球摆动的回复力。　　F=G1=mgsinθ　　(2)单摆做简谐运动的推证　　在偏角很小时，sinθ≈　　又回复力F=mgsinθ　　所以单摆的回复力为　　(其中x表示摆