2022年2022年單擺教學(xué)設(shè)計(jì)

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載單擺教學(xué)設(shè)計(jì)一.教材分析1.教材的位置與作用單擺為高中物理人教版選修3-4 第 11 章第 4 節(jié)內(nèi)容；本節(jié)內(nèi)容支配在 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量之后,屬于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例,起到了承上啟下的作用；在學(xué)習(xí)“單擺”之前,同學(xué)們學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其圖象,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅.周期.頻率以及回復(fù)力和能量等內(nèi)容；這里作為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例,來(lái)學(xué)習(xí)單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.受力情形和圖像特點(diǎn),以加強(qiáng)對(duì)單擺內(nèi)容的懂得,深化.突出了單擺這種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；2.教材處理由于單擺內(nèi)容多.理論性強(qiáng).探究過(guò)程復(fù)雜,故本節(jié)課只學(xué)習(xí)單擺振動(dòng)的圖像和回復(fù)力.單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件等內(nèi)容,單擺的周期及運(yùn)

2、用單擺測(cè)重力加速度留待下節(jié)課爭(zhēng)論；3.學(xué)情分析經(jīng)過(guò)近兩年的高中學(xué)習(xí),同學(xué)已經(jīng)把握了高中物理學(xué)中處理問(wèn)題的許多基本方法,具有了肯定的思維才能和接受才能；但為由于本節(jié)課結(jié)合了數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn),涉及到小角度的近似處理,這在高中物理學(xué)習(xí)中為第一次顯現(xiàn),同學(xué)對(duì)這樣的處理感覺(jué)有困難；二.教學(xué)目標(biāo)學(xué)問(wèn)與技能：1.知道什么為單擺,明白單擺的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)2.知道在擺角很小時(shí)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程與方法：經(jīng)受證明單擺運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,同學(xué)體會(huì)數(shù)學(xué)方法在物理中的應(yīng)用情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)證明過(guò)程,培育同學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)的愛(ài)好和自覺(jué)性；并在學(xué)習(xí)證明的過(guò)程中,學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)態(tài)度.科學(xué)價(jià)值觀去克服困難.探究解決類似的問(wèn)題三.教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：

3、單擺振動(dòng)的特點(diǎn)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載難點(diǎn)：?jiǎn)螖[的回復(fù)力以及對(duì)小角度的近似處理；五.教學(xué)過(guò)程（一）引入新課ppt 展現(xiàn)擺鐘.秋千照片,引導(dǎo)同學(xué)分析它們的運(yùn)動(dòng)都有什么相同點(diǎn),提問(wèn)這些搖擺為屬于一種什么樣的運(yùn)動(dòng)呢？今日我們來(lái)學(xué)習(xí)最簡(jiǎn)潔的搖擺單擺的運(yùn)動(dòng)；本堂課主要解決兩個(gè)問(wèn)題1.知道什么為單擺；2.證明單擺的運(yùn)動(dòng)為不為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（二）進(jìn)行新課板書(shū)： 11.4 單擺1.單擺模型（ 1）單擺：一根不行伸長(zhǎng)的細(xì)繩,一端固定,另一端與小球相連,假如細(xì)線的質(zhì)量與小球相比可以忽視,求的直徑與線的長(zhǎng)度相比可以忽視,忽視空氣阻力的影響,這樣的裝置叫單擺；老師活動(dòng)：由同學(xué)預(yù)習(xí)教材,

4、得出單擺的定義；老師對(duì)定義進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明；設(shè)計(jì)意圖：培育同學(xué)自學(xué)才能,加深對(duì)單擺概念的懂得；老師活動(dòng)：這樣的裝置在生活中存在嗎？設(shè)計(jì)意圖：使同學(xué)意識(shí)到這樣的裝置在現(xiàn)實(shí)生活中不存在,為一種抱負(fù)化模型；（ 2）單擺為實(shí)際擺的抱負(fù)化模型,同學(xué)總牢固際擺可看做單擺條件,老師補(bǔ)充；老師活動(dòng)： ppt 展現(xiàn)練習(xí)題1. 多項(xiàng) 制作一個(gè)單擺,合理的做法為a 擺線細(xì)而長(zhǎng)b 擺球小而不太重c擺球外表面光滑且密度大d 端點(diǎn)固定且不松動(dòng)2.用以下哪些材料能做成單擺a. 長(zhǎng)為 1 米的細(xì)線b.長(zhǎng)為 1 米的細(xì)鐵絲c.長(zhǎng)為 0.2 米的細(xì)絲線d.長(zhǎng)為 1 米的麻繩e.直徑為 5 厘米的泡沫塑料球f.直徑為 1 厘米的鋼球g

5、.直徑為 1 厘米的塑料球h.直徑為 5 厘米的鋼球精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載總結(jié)懸線：細(xì).長(zhǎng).伸縮可忽視擺球：小而重（即密度大）老師活動(dòng)：向同學(xué)講解何為擺長(zhǎng).擺線長(zhǎng)以及偏角；設(shè)計(jì)意圖：使同學(xué)更加明確什么為單擺模型,擺球大小不行完全忽視,故擺長(zhǎng)與擺線長(zhǎng)不同；2.單擺的運(yùn)動(dòng)老師活動(dòng)：如何判定一個(gè)運(yùn)動(dòng)為不為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)呢？單擺為否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)呢？同學(xué)：可依據(jù)振動(dòng)圖像（正弦曲線）或判定回復(fù)力（f=-kx ）設(shè)計(jì)意圖：針對(duì)兩種證明方法綻開(kāi)教學(xué)1 畫(huà)單擺的x-t 圖象播放演示試驗(yàn)視頻,畫(huà)出單擺的x-t 圖象,與正弦曲線非常相像老師活動(dòng)：既然圖象與正弦曲線非常相像,那單擺的運(yùn)

6、動(dòng)就有可能為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),那究竟為不為？假如我們得到的圖像很精確,我們可以去做擬合曲線,得到圖像假如嚴(yán)格滿意正弦規(guī)律,說(shuō)明就為；但這個(gè)對(duì)試驗(yàn)要求比較高,假如不為勻速拉動(dòng)也會(huì)得不到正弦曲線的；下面我們從另一個(gè)角度去做一個(gè)判定,我們從力的特點(diǎn)求回復(fù)力去證明單擺的振動(dòng)為不為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；老師活動(dòng)：凡為振動(dòng)都需要回復(fù)力,那單擺的回復(fù)力為什么力呢？設(shè)計(jì)意圖：同學(xué)明確,接下來(lái)要查找回復(fù)力；2 單擺的回復(fù)力分析確定平穩(wěn)位置當(dāng)擺球靜止于o 點(diǎn)時(shí),擺球受到的重力g 和懸線的拉力 彼此平穩(wěn), o 點(diǎn)就為單擺的平穩(wěn)位置.分析回復(fù)力老師活動(dòng)：提問(wèn)單擺在振動(dòng)過(guò)程中受到哪些力作用？生：答老師：找?guī)讉€(gè)同學(xué)板書(shū)各個(gè)特別位置單擺受力分

7、析圖,其他同學(xué)在下面分析；老師活動(dòng)：擺球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由誰(shuí)來(lái)供應(yīng)？擺球做機(jī)械振動(dòng)的回復(fù)力由誰(shuí)來(lái)供應(yīng)？同學(xué)爭(zhēng)論后讓同學(xué)回答；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載老師活動(dòng)：?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)生兩種成效：一為使小球做圓周運(yùn)動(dòng),速度方向發(fā)生變化,這個(gè)成效力稱為向心力；二為使小球總為有回到平穩(wěn)位置的趨勢(shì),這個(gè)成效力就為我們說(shuō)的回復(fù)力,因而單擺做變速圓周運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力就為合力在切線方向的分力,這個(gè)分力也為重力沿切線方向的分力；老師活動(dòng)：板書(shū)f=f 2=mgsin ,強(qiáng)調(diào)單擺區(qū)分于彈簧振子,由于其也在做圓周運(yùn)動(dòng),故平穩(wěn)位置合力不為零,供應(yīng)回復(fù)

8、力的也不為合力而為重力沿切線方向的分力；老師活動(dòng)：由單擺的回復(fù)力的表達(dá)式能否看出單擺的振動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)呢？請(qǐng)同學(xué)們回憶一下簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力的特點(diǎn)；學(xué) 生：物體所受回復(fù)力的大小與位移大小成正比,并且總為指向平穩(wěn)位置；表達(dá)式為： f=-kx；老師活動(dòng)：書(shū)上已給出了詳細(xì)的推導(dǎo)過(guò)程,其中用到了兩個(gè)近似： 1sin ； 2在小角度下 op 直線與op 弧線近似相等；這兩個(gè)近似成立的條件為擺角很小, 5°；在 5°之內(nèi),并且以弧度為角度單位, sin ；老師活動(dòng)：在這個(gè)基礎(chǔ)上,接下來(lái)請(qǐng)大家依據(jù)教材上的提示,導(dǎo)出回復(fù)力與位移的關(guān)系；（3）關(guān)于單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件推導(dǎo)：在擺角很小時(shí),sin x

9、l精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載又回復(fù)力 mgsin mg·l 表示單擺的擺長(zhǎng)）x （ 表示擺球偏離平穩(wěn)位置的位移,l精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載師生分析得到：在擺角 很小時(shí),回復(fù)力的方向與擺球偏離平穩(wěn)位置的位移方向相反,大小成正比,單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；老師：我們知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象為正弦或余弦曲線 ,那么在擺角很小的情形下,既然單擺做的為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),它振動(dòng)的圖象也為正弦或余弦曲線；我們之前的單擺振動(dòng)圖像在角度很小時(shí)為正弦曲線；總結(jié)：從實(shí)際得到的圖象和理論上均可看出：在擺角很?。?5°）的情形下,單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；六.課堂訓(xùn)練1.關(guān)于單擺的擺球在運(yùn)動(dòng)

10、中所受的力,以下說(shuō)法正確選項(xiàng)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載a 擺球運(yùn)動(dòng)到平穩(wěn)位置時(shí),重力與擺線拉力的合力為零b擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到三個(gè)力的作用：重力.擺線的拉力和回復(fù)力c擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力和擺線拉力的合力等于回復(fù)力d擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力沿圓弧方向上的分力等于回復(fù)力2.以下關(guān)于單擺的說(shuō)法,正確選項(xiàng)a 單擺擺球從平穩(wěn)位置運(yùn)動(dòng)到正向最大位移處時(shí)的位移為aa 為振幅 ,從正向最大位移處運(yùn)動(dòng)到平穩(wěn)位置時(shí)的位移為ab單擺擺球的回復(fù)力等于擺球所受的合外力 c單擺擺球的回復(fù)力為擺球重力沿圓弧切線方向的分力d單擺擺球經(jīng)過(guò)平穩(wěn)位置時(shí)加速度為零3.振動(dòng)的單擺小球通過(guò)平穩(wěn)位置時(shí),關(guān)于小球受到的回復(fù)力及合力的說(shuō)法中正確選項(xiàng) a 回復(fù)力為零,合力不為零,方向指向懸點(diǎn)b回復(fù)力不為零,方向沿軌跡的切線c合力不為零,方向沿軌跡的切線d回復(fù)力為零,合力也為零4.下圖左為單擺的振動(dòng)圖像,右圖為單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情形圖,請(qǐng)?jiān)谟覉D中指出時(shí)刻擺球所在的實(shí)際位置及振動(dòng)方向.七.課堂小結(jié)本節(jié)課主要爭(zhēng)論了什么為單擺,并證明白在擺角很小時(shí),單擺的運(yùn)動(dòng)可以看作為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),并體會(huì)近似法在處理物理問(wèn)題中的便利；前面我們所學(xué)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)為