《單擺》教學設計

1、單擺教學設計（人教版，選修3-4）一、教學目標（一） 知識與技能1.認識單擺模型；2.懂得作單擺的受力分析，并能推導回復力公式；3.掌握顯示單擺圖像的沙漏實驗；4.了解單擺的周期跟什么因素有關，掌握單擺周期公式；5.了解單擺在實際中的應用，運用單擺周期公式解決實際問題。（二） 過程與方法1.理論與實踐相結合；2.培養(yǎng)化抽象為具體的能力及邏輯推理能力；3.學會用近似法推導公式。（三）情感態(tài)度與價值觀1.逐步養(yǎng)成學會質疑、思考的習慣；2.培養(yǎng)學生合作學習的意識。二、重難點（一）難點：證明單擺來回擺動是簡諧運動。（二）重點：單擺周期公式及其應用。三、教學設計過程（一）趣味實驗引入1給學生看一段課前錄

2、制好的視頻。視頻中，水杯先是來回運動（幾乎在一水平線上做來回運動）；讓學生猜想，水杯的運動是怎樣實現的。再把水杯運動的“真相”告訴學生：水杯被一根長繩所系，在來回擺動。 2.游戲課前，在教室門口吊著水杯，讓一學生站著不能動，手拉起水杯緊貼鼻子處，并釋放。（釋放前，強調改學生不能動，營造緊張氛圍，讓全班學生猜想后果）試驗后，讓親身經歷的學生說一兩句感受。3.教師引導學生進入本節(jié)課的教學要點在視頻中，水杯的擺動幅度越來越小，在游戲中，水杯撞不到鼻子，也就是擺動的幅度也越來越小，這是為什么呢？預計學生會回答，這是阻力影響的結果。（二）單擺模型 1.教師：在生活中，我們經?？吹綉覓炱饋淼奈矬w在豎直面內

3、來回擺動，我們這節(jié)課的任務，就是研究這類模型的運動。我們用細繩懸掛著一個小球來代替它們，如果線的質量和球的質量相比可以忽略，球的直徑和線的長度相比可以忽略，球所受的空氣阻力和球的重力相比可以忽略，就可以把這樣的裝置叫做單擺。2.引導學生總結單擺的特點：（1）線的質量和球的質量相比可以忽略；（2）球的直徑和線的長度相比可以忽略；（3）球所受的空氣阻力和球的重力相比可以忽略。（三）證明單擺的運動是簡諧運動1.回顧簡諧運動的規(guī)律，并引導學生如何設計實驗證明單擺的來回擺動是簡諧運動。（1）簡諧運動規(guī)律：振動圖像是一條正弦曲線；回復力.（2）引導學生從運動圖像和回復力兩方面探究。2.教師演示：從振動圖像

4、證明教師演示實驗：在水球下方放一軌道，調節(jié)軌道一端高度，讓小車能夠帶著薄紙板做勻速直線運動（通過位移記錄時間），在水中中裝滿水。把水球拉開一小角度并釋放，同時釋放小車使其做勻速直線運動。最終流在薄紙板上的水的痕跡所成的圖形剛好是正弦圖像，證明水球做的是簡諧運動。3學生合作推導：從回復力證明同桌討論如何推導小球來回擺動的回復力，并通過數碼展示臺展示學生的推導過程。 通過推導，可以證明，單擺做的是簡諧運動。（四）單擺的周期 教師：單擺的來回擺動屬于簡諧運動，那么我們怎樣求單擺的振動周期呢？單擺的振動周期和那些因素有關呢？學生猜想：小球質量、擺長、振幅學生實驗探究實驗器材：鐵架臺、不同材質的小球、繩子、秒表。教師提示實驗方法：控制變量法學生分組設計方案，并動手實驗。通過實驗，可以分析單擺周期與擺長有關，與小球質量、振幅大小無關，。數據處理：通過大致分析，可知單擺周期與擺長的二次方有關。教師將學生的實驗數據錄入電子表格，并且生成圖像，得到一條傾斜的直線。從圖線可以得到關系式（五）單擺周期公式的應用1實際應用：周期是2s的單擺叫秒表，已知，求秒擺的擺長。（直接應用單擺周期公式就