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1、单摆（教案）河南省兰考县第二高级中学胡永河huyonghe1202063.com教学设计思路：根据高中《物理》教学过程的特点——突出整合、探究与凸现STS（Science,TechnologyandSociety）教育和信息技术与高中《物理》教学整合的理念，进行整体设计。在前期分析（包括学习背景、学习需要、学习任务、学习者分析）的基础上并结合高中《物理》课程标准，制定了教学目标，选择和设计了教学策略，进行教学设计方案的形成性评价。在“选择和设计教学策略”环节中，对于“单摆在小角度条件下的摆动可看作简谐运动”内容，主要采用理论推导、实验、归纳、总
2、结的自主学习方式；对于“单摆的周期与哪些因素有关”内容，主要采用实验探究性学习与接受性学习共存、师生合作与自主学习兼用的教学策略。问题导学—创设情境—合作学习—探究学习—归纳总结，即运用实验、投影、多媒体课件等创设学习情境，学生带着问题通过观察实验、理论推导、多媒体课件等进行探究学习和合作学习，并从中寻找答案，生生、师生共同讨论和归纳问题的答案。整节课主要采用自我评价和他人评价（包括教师和同伴）的方式，并重视过程评价和结果评价相结合。知识目标1.知道什么是单摆.2.理解摆角很小时,单摆的振动是简谐运动.3.理解单摆的周期公式.4.知道用单摆可测
3、定重力加速度.能力目标1.通过单摆的教学,让学生了解用理想化方法建立物理模型.2.通过单摆做简谐运动条件的教学,让学生体会用近似处理方法解决物理问题.3.通过研究单摆的周期,进一步掌握用控制变量的方法来研究物理问题.4.培养学生观察实验能力和思维能力.重点1.单摆理想模型的建立.2.单摆回复力的来源.3.单摆的周期公式.难点1.单摆振动的回复力是由什么力提供的.2.单摆振动的周期到底跟什么有关.教学方法实验.课件模拟.讨论.总结教学用具投影仪、单摆、单摆振动图象演示仪、投影片、CAI课件.天平.秒表一．引入演示：细线悬挂的小球的摆动。指出研究这
4、种运动的必要性。二．新课教学出示投影片1，提出如下问题：1．什么是单摆？2．如何证明在摆角很小时，单摆的振动是简谐运动。3．单摆做简谐运动的周期与哪些因素有关？教材是如何用实验验证的？第1页共4页4．单摆的周期公式有哪些应用？（目的是：明确本节任务）㈠．单摆模型建立阅读课本第30页第一段总结：如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可忽略，线长又比球直径大的多，这样的装置就叫单摆。单摆是实际摆的理想化的物理模型。（出示投影片2）说明：实际摆的形式多样，之所以把其抽象为单摆，是为了简化问题，抓“主”忽“次”。㈡．单摆的振动展示CAI课件——单摆振动模型O1
5、．受力：重力和拉力（忽略空气阻力）（出示投影片3）2．回复力：Fmgsin(实践证明,大多数同学认为,回复力等于θ重力和拉力的合力,所以,在此应给予强调,分析,以消除他们的T错误认识.)3．平衡位置：回复力为零的位置（注意，非合力为零的位置）㈢．在摆角很小时，单摆振动为简谐运动A问题：如何判断单摆所做的是简谐运动？O1．理论证明：（教师提出思路,由学生在下面推导，然后教师出示证明过程。）mg思路：证明回复力和位移大小成正比，方向与位移方向相反详见投影片4。（证明过程：对同一单摆而言，小球的回复力F与摆角θ的关系为：Fmgsin在θ很小的条件下（
6、θ一般小于10゜）有：Fmgsin≈mg=mgOA≈mgOA(这在数学上是一个难点,应给予重点说明,ll在θ很小时,sinθ的值近似等于θ的弧度值.应画图说明)即:Fmgxmgxll上式表明：在小摆角条件下，单摆回复力F与摆球相对平衡的位置的位移x大小成正比。经分析知：F与x方向相反。综上所述：在小摆角条件下，单摆的运动是简谐运动。）说明：在上述理论证明中，用近似处理的办法。以后这种方法还会碰到。2．实验验证：介绍单摆振动图像演示仪。（通过演示中得到的图形，让学生联想起上节学到的知识——简谐运动的图象，更形象的感受道单摆在小摆角条件下的振动可以
7、看作简谐运动。）（用动画进一个步模拟，以加深印象。）总结：从理论和实验两方面，都说明在摆角很小的情况下，单摆做简谐运动（出示投影片5）（四）．单摆做简谐运动的周期问题：单摆在小角度范围内做简谐运动，那么单摆振动的周期与什么因素有关呢？1．学生猜想：摆球的质量、摆长、摆角等等2．教师点拨：如何来研究单摆的周期和多个变量的关系呢？引导学生从研究牛顿第二定律第2页共4页的经历中得到合适的方法：控制变量法3．实验过程：a.摆球的质量、摆长不变，改变摆角（不超过10o），可得到周期与摆角无关，从而为下面实验作准备。b.摆球质量不变，改变摆长，可得到摆长增
8、大，周期增大。c.摆长不变，改变摆球质量，可得到周期与摆球质量无关。在实验前,应做好以下几点:①．确定计时起点:摆球经平衡位置开始计时.并让学生明白当
