2020_2021学年新教材高中物理第二章机械振动4单摆教案1新人教版选择性必修第一册.doc

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1、优选单摆【教学目标】一、知识与技能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．知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。二、过程与方法1．通过单摆的教学，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。4．培养学生的观察实验能力、思维能力。三、情感态度价值观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

2、个性的概念。【教学重点】1．了解单摆的构成。2．知道单摆的回复力的形成。3．单摆的周期公式。【教学难点】1．单摆做简谐运动的条件——摆角小于或等于5°时的振动。2．单摆振动的回复力是由什么力提供的。3．单摆振动的周期与什么有关。-7-/7优选【教学过程】一、复习提问、新课导入1．用投影片出示下列问题：①什么样的运动叫简谐运动？答：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫简谐运动。②简谐运动的位移——时间图像具有什么特点？答：所有简谐运动的位移时间图像都是正弦或余弦曲线。③什么是简谐

3、运动的周期？答：做简谐运动的物体完成一次全振动所用的时间，叫做振动的周期。2．引入：①讲述故事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。②引入新课：本节课我们就来学习这一理想化模型——单摆二、

4、新课教学（一）简谐运动的回复力1．什么是单摆（1）学生阅读课文有关内容。-7-/7优选（2）学生回答什么是单摆。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。（3）激励评价（回答得很好）并提出问题：为什么对单摆有上述限制要求呢？（4）讲解：①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。②线长比球的直径大得多，可把摆球当作一个质点，只有质量无大小，悬线的长度就是摆长。（5）总结：通过上述学习，我们知道单摆是实际摆的理想化的物理模型。2．单摆的摆动（1）介绍

5、单摆的平衡位置。①出示一个单摆。②分析：当摆球静止在O点时，摆球受到哪些力的作用？这些力有什么关系？③抽学生回答：摆球受到重力G和悬线的拉力作用，这二个力是平衡的。④教师强调总结：当摆球静止于O点时，摆球受到的重力G和悬线的拉力Ｆ’彼此平衡，O点就是单摆的平衡位置。（2）单摆的摆动①演示：用力将摆球拉离平衡位置，使摆线与竖直方向成一角度，然后释放，并用CAI课件模拟。②提问：同学们认为摆球做什么运动？③学生可能答：以悬挂点为圆心在竖直平面内做圆弧运动。学生还可能答：摆球以平衡位置O为中心振动。-7-/7优选④教师总结，摆

6、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。⑤问：是什么原因导致摆球以平衡位置O为中点的一段圆弧做往复运动呢？用CAI课件模拟摆球所做的运动。分析：（如图甲）摆球被拉到位置a时，摆球受到重力mg，绳的拉力F’，且mg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。3．关于单摆的回复力①老师说明：在研究摆球沿圆弧的运动情况时，要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，如图乙所示。②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

7、v的方向。且G1＝Gsinθ＝mgsinθ；G2＝Gcosθ＝mgcosθ。③说明：正是沿运动方向的合力G1＝mgsinθ提供了摆球摆动的回复力。4．关于单摆做简谐运动的条件①推导：在摆角很小时，又回复力F＝mgsinθ，所以F＝mg（x表示摆球偏离平衡位置的位移，表示单摆的摆长）（注意：的得出教师应该利用上图进行具体的推导，以便学生理解。）②师生分析得到：在摆角θ很小时，回复力的方向与摆球偏离平衡位置的位移方向相反，大小成正比，单摆做简谐运动。④-7-/7优选教师讲：我们知道简谐运动的图像是正弦（或余弦曲线），那么在摆

8、角很小的情况下，既然单摆做的是简谐运动，它振动的图像也是正弦或余弦曲线。⑤做沙摆实验，并用实物投影仪投影——漏斗的漏砂落到匀速拉动的硬纸板上形成的图像是简谐运动的图像。⑥总结：从理论上和实际得到的图像中均可看出：在摆角很小的情况下，单摆做简谐运动。3．单摆振动的周期（1）提出问题：决定单摆振动的周期的因素有哪些？（2