11.4单摆教学设计

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1、11.4单摆教学设计编写人：曲迎梅【课标要求】1.理解单摆模型，知道单摆做简谐运动的条件。2.知道单摆振动的回复力来源。3.掌握单摆的周期公式，理解影响单摆周期的因素【重点难点】重点：知道单摆振动的回复力来源。难点：掌握单摆的周期公式，理解影响单摆周期的因素。【知识链接】简谐运动及相关知识【要点导学自主预习】1.什么样的装置叫单摆？判断以下摆动模型是不是单摆，为什么？理想化的条件：悬点___________；摆线_____________________；摆球_____________________；2．探究单摆振动性质（1）提出问题:单摆振动是不是简谐运动？（

2、2）进行猜想提出猜想：第-7-页共7页(3)理论证明原理：简谐运动的回复力特征——如果质点所受的力与____________成正比，并且总是指向__________，质点的运动就是简谐运动，即满足公式____________________；理论推导过程：设小球运动到任意点B时，摆线与竖直方向的夹角为θ，摆球偏离平衡位置的位移为x，摆长为Ｌ：（1）画出小球受力示意图；（2）问题：什么力充当回复力？（3）小球摆动的回复力F回=_________________________（4）q很小时：sinq≈_________，弧长OB≈_________，则sinq≈__

3、_______得到：F回=______________【结论】：在偏角_________的情况下，摆球所受的回复力跟____________成正比，方向始终指向______（即与位移方向相反），因此单摆做简谐运动，满足：____________________说明：一般情况要求偏摆角___________3.单摆的周期（一）【提出问题】单摆的周期与什么因素有关？【演示】第-7-页共7页单摆的振幅、质量、摆长对周期各有什么影响？比较三种情况下的周期，可以得出什么结论？实验表明：单摆振动的周期与___________无关，在振幅较小时与________无关；但与___

4、_______有关，摆长越长，周期也越长。（二）【提出问题】单摆周期与摆长有什么定量关系？探究：单摆周期与摆长的关系方法：做一个单摆，测量摆长和摆的周期，得到一组数据；改变摆长，再得到几组数据。从中找出周期和摆长的关系。注意点：1.摆的振幅不要太大2.摆线和摆球如何选择？3.细线上端的悬挂方式4.摆长的测量5.周期的测量6.数据分析【结论】荷兰物理学家惠更斯发现：单摆做简谐振动的周期T与摆长l的二次方根成正比，与重力加速度g的二次方根成反比，而与振幅、摆球质量无关。单摆的周期公式：T=2π4.用单摆测定重力加速度【提出问题】由单摆周期公式，你能否想出测重力加速度的

5、方法？提示：由单摆周期公式T=2π可得g=________,由此可知只需测出______________就可以求出当地的重力加速度.第-7-页共7页【展示交流合作探究点拨讲解】1、请将预习中发现的问题写在下面。2、针对问题学生进行合作探究。3、教师讲解：要求学生记好笔记。（1）、生成教学：针对学生预习中的问题。(2)、本节重点难点：（3）、形成知识网络：【经典例题透析】例1.一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点的竖直线上的O'点钉一个钉子，使OO'=L/2,将单摆拉至A点释放，小球将在ABC间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于10°，则此摆的周期是（）A.2π

6、B.2πC.2π(＋)D.π(＋)第-7-页共7页例2.有一单摆，其摆长l=1.02m，摆球的质量m=0.10kg，已知单摆做简谐运动，单摆振动30次用的时间t=60.8s，试求：(1)当地的重力加速度是多大？(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？【学以致用巩固提升】1、下列关于单摆的说法正确的是(　)A.摆球经过平衡位置时其合力为零.B.摆球经过平衡位置时其回复力为零.C.单摆作简谐运动的回复力是由摆球重力与摆线拉力的合力提供的.D.单摆作简谐运动的回复力是由摆球重力沿圆弧切线的分力提供的2、在下述哪些情况下单摆的简谐振动周期会变大()A.摆球质

7、量增大B.摆长减小C.单摆由赤道移到北京D.单摆由海平面移到高山顶上3、一单摆的振动周期是2s，则下列做简谐运动的情况下单摆的周期为（1）摆长缩短为原来的1/4时，T=____________s；（2）摆球质量减小为原来的1/4时，T=____________s；第-7-页共7页（3）振幅减小为原来的1/4时，T=____________s.（4）重力加速度减为原来的1/4时,T=_________s.4、试确定下列几个摆球在平衡位置附近来回振动的周期.（1）如图11-4-3甲所示.悬挂在水平横梁上的双线摆球.摆线长为l，摆线与水平横梁夹角θ；（2）如图11-4-

8、3乙所示.