教科版必修(3-4)1.2《單擺》word教案

1、單擺教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)1掌握單擺的構(gòu)造2、掌握單擺的回復(fù)力是重力沿切線方向的分力3、掌握單擺在偏角很小時(shí)可以近似地做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)4、掌握單擺振動(dòng)的特點(diǎn)及周期公式能力目標(biāo)：1掌握力的分解原則按作用效果分解2、初步掌握近似處理方法3、初步掌握因素分析法，能對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定性分析4、會(huì)用控制變量法設(shè)計(jì)探索性實(shí)驗(yàn)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析德育目標(biāo)：1、初步掌握抓住主要因素，忽略次要因素辨證唯物主義思想2、對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)事求是的科學(xué)思想熏陶重點(diǎn):1、單擺振動(dòng)的回復(fù)力2、單擺的偏解很小時(shí)滿足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件3、通過(guò)定性分析、實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析得出單擺周期公式難點(diǎn):單擺振動(dòng)的回復(fù)力【教具準(zhǔn)備】：擺長(zhǎng)、擺球大小和質(zhì)量不一樣

2、的單擺四只，砂擺一只，CIA課件一個(gè)等等。【教學(xué)過(guò)程】：、告知教學(xué)目標(biāo)師：看新標(biāo)題板書：?jiǎn)螖[乙回顧原有相關(guān)知識(shí)，弓I入新課師：?jiǎn)柡?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是什么？師：日常生活中那些現(xiàn)象屬于機(jī)械振動(dòng)？ 師：1、打出動(dòng)畫：秋千的擺動(dòng)，鐘擺的擺動(dòng)2、問(wèn)：秋千和鐘擺的擺動(dòng)有哪些共同點(diǎn)?生：答生：答（秋千，鐘擺，鼓，地震等等）生：答師：秋千和鐘擺最終為什么一定會(huì)停下來(lái)呢?生：有空氣阻力存在抽象出一個(gè)簡(jiǎn)單的物理模型呢?師：我們能不能由秋千和單擺擺動(dòng)的共性及忽略空氣阻力, 生：學(xué)生相互討論的后讓幾個(gè)同學(xué)回答三、呈現(xiàn)新知識(shí)（一）單擺模型解說(shuō)師：1、由學(xué)生討論后總結(jié)出單擺的構(gòu)造：一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線 下面懸掛一個(gè)密度大的小球

3、就組成了單擺。2、單擺的特征：擺線不可伸長(zhǎng)，質(zhì)量可忽略；小球要小，單擺振動(dòng)的回復(fù)力分析實(shí)驗(yàn)演示單擺的振動(dòng)回復(fù)力分析師：（問(wèn)）單擺做什么運(yùn)動(dòng)？生：答師：（問(wèn)）單擺在振動(dòng)過(guò)程中受到哪些力作用？生：答師：教師由學(xué)生的回答板書單擺受力分析圖并打出單擺振動(dòng)的動(dòng)畫。 師：?jiǎn)螖[振動(dòng)的回復(fù)力是誰(shuí)？學(xué)生討論后讓學(xué)生回答。（可能有重力和拉力的合力，拉力水平方向的分力，重力沿切 線方向的分力等）師：?jiǎn)螖[振動(dòng)時(shí)在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng)，重力和拉力的合力產(chǎn)生兩種效果：使小球做圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小發(fā)生變化。 從勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)知道，向心力只改變物體運(yùn)動(dòng)的速度方向，因而單擺做變速圓周運(yùn)動(dòng)的圓復(fù)力就是合力在切線方向的分力，這

4、個(gè)分力也是重力沿切線方向的分力。師：板書卩回=mg si在偏角很小時(shí)h血a用E而a -二所以咼a -貝Q甩=mg-si ce mg-=三筆單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件師：（問(wèn)）回復(fù)力的方向在什么情況下，可與位移方向相反？生：討論后讓學(xué)生回答（教師肯定：在偏角很小時(shí)，擺長(zhǎng)遠(yuǎn)大于振幅時(shí)）師：偏角很小時(shí)單擺振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線非常接近了。師：多媒體打出正弦與角度弧度制的大小關(guān)系角度12345Si na0.017450.03490.05320.06980.0872A0.017450.03490.05320.06990.0873（三）單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的圖象圖象猜測(cè)： 讓學(xué)生相互討論，分析出單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象單

5、擺的運(yùn)動(dòng)這時(shí)可以當(dāng)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)來(lái)處理在抽動(dòng)的紙板上用雙面膠貼住，這樣便于實(shí)驗(yàn)演示圖象：注意實(shí)驗(yàn)用的砂子要細(xì)而均勻， 把砂子粘住。實(shí)驗(yàn)后用多媒體模擬演示一下實(shí)驗(yàn)。（四）單擺振動(dòng)的周期 單擺振動(dòng)周期的因素分析 師：什么是振動(dòng)的周期？ 生：答 師：?jiǎn)螖[振動(dòng)的周期可能與哪些因素有關(guān)？ 生：可能與擺球的質(zhì)量，振幅的大小，擺長(zhǎng)的長(zhǎng)短，重力加速度等等因素有關(guān) 在教師啟發(fā)下對(duì)上述因素定性進(jìn)行逐個(gè)分析，得出周期可能與擺長(zhǎng)，重力加速度，振幅有關(guān),可能與質(zhì)量無(wú)關(guān)。實(shí)驗(yàn)演示 比較實(shí)驗(yàn)：（1）A,g,l 樣，兩個(gè)質(zhì)量不同的單擺的振動(dòng)周期是否不一樣（2）m,g,l 一樣，振幅不一樣的兩個(gè)單擺的振動(dòng)周期是否不一樣（3）A,m

6、,g 一樣，擺長(zhǎng)I不一樣的兩個(gè)單擺的振動(dòng)周期是否不一樣（4）A,m,l 一樣，在一個(gè)單擺的下面放一只磁鐵，另一只單擺下面不放，這兩個(gè) 單擺的振動(dòng)周期是否不一樣實(shí)驗(yàn)結(jié)論：?jiǎn)螖[的周期與擺長(zhǎng)I和重力加速度有關(guān)，與擺球的質(zhì)量和振幅無(wú)關(guān)定量探索 探索T與I的關(guān)系BA兩只單擺，其中一只單的擺長(zhǎng)為1m,另一只單擺的擺長(zhǎng)為0.8m，讓它們同時(shí)振動(dòng)起來(lái)，把學(xué)生分成兩組分別數(shù)這兩 個(gè)單擺振動(dòng)的次數(shù)， 根據(jù)一相同的時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)的關(guān) 系，就能推算出這兩個(gè)單的周期關(guān)系改變這兩個(gè)單擺的擺長(zhǎng)之間的比值關(guān)系，重做實(shí)驗(yàn)四次根據(jù)擺長(zhǎng)的周期之間的關(guān)系，得出T * .1T = 2兀 I-單擺周期公式應(yīng)用：1. 制造機(jī)械擺鐘，頻率

7、的大小表示擺鐘的快慢。2. 同一地點(diǎn)擺鐘快慢的調(diào)節(jié)，不同地點(diǎn)的調(diào)節(jié) 測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。給出惠更斯單擺周期公式：g3.在自由振動(dòng)過(guò)程中，同時(shí)接通電磁擺球、圓形電磁鐵電源，我們看到擺球的振動(dòng)立刻明顯變慢了，這是由于擺球受到了電磁鐵強(qiáng)磁場(chǎng)的作用（排斥），改變了擺球在豎直方向上的受力情況。這種改變相當(dāng)于在擺長(zhǎng)不變的情況下，減小了擺球所在位置的加速度g。實(shí)b驗(yàn)顯示，單擺周期隨著加速度 g的減小而增大，與單擺振動(dòng) 規(guī)律相符。另外，改變電磁擺球或圓形電磁鐵兩者其中一的電流方向，讓他們產(chǎn)生的磁性相互吸引，即可演示與實(shí)驗(yàn)1中現(xiàn)象相同的實(shí)驗(yàn)。以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，在擺長(zhǎng)不變的情況下，改變擺球的受 力情況，從而得到相當(dāng)

8、于改變單擺所在位置的加速度g，演示了單擺周期隨著加速度 g的改變也隨之發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象明顯，又因是在單擺自由振動(dòng)過(guò)程中，直接改變擺球的IflkB受力，前后周期變化可比性較強(qiáng)。學(xué)生通過(guò)觀察、感受、比 較，定性地驗(yàn)證了單擺運(yùn)動(dòng)規(guī)律，加深了對(duì)單擺周期公式的 理解，并提高了運(yùn)用能力。等效重力加速度g=m四、知識(shí)整合和應(yīng)用1、如右圖所示，懸掛于同一點(diǎn)的兩個(gè)單擺的擺長(zhǎng)相等，A的質(zhì)量大5,那么它們將相遇在B O點(diǎn)左側(cè)D 無(wú)法確定于B的質(zhì)量，0為平衡位置，分別把它們拉離平衡位置同時(shí)釋放， 若最大的擺角都小于A O點(diǎn)C O點(diǎn)右側(cè)2、A在光滑圓弧凹槽的一端，E在圓弧的圓心。半徑遠(yuǎn)大于 弧長(zhǎng)A、E同時(shí)無(wú)初速釋放，誰(shuí)先到達(dá)O點(diǎn)？K3、一小球掛于 0點(diǎn)，細(xì)線長(zhǎng)為I , 0點(diǎn)正下方I /2處有一鐵 釘。將小球拉至 A處無(wú)初速釋放，擺角很小，問(wèn)這樣的一個(gè) 擺的周期是多少？【課堂小結(jié)】：?jiǎn)螖[：一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線下面懸掛一個(gè)密度大的小球就組成 了單擺單擺的回復(fù)力：重力沿切線方向上的分力F = mgsi na單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)