《单摆》教学设计--人教版物理选择性必修一

课时教学设计 《单摆》教学设计 课题 单摆 课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 《单摆》是普通高中人教版物理选择性必修一第二章《机械振动》中第4节的内容。单摆是简谐运动的典型模型之一。本节在简谐运动内容之后，既是对前几节知识的巩固，也是加强了理论和实际相联系。本节以问题作为切入点，提出“单摆的摆动是否为简谐运动”，启发学生思考，通过对单摆回复力的推导和观察墨汁实验，丰富了学生的学习经历，深化了对简谐运动的理解，发展学生的建模能力。再通过研究单摆的简谐运动特点和规律，促进学生科学思维的发展。最后在利用相关知识，解释生活中的实际问题，增强了学生学习物理的兴趣，体会物理知识在人类文明发展中的重要作用。 2.学习者分析 在学习单摆之前，学生学习了简谐运动的基本概念，掌握了振动图像、振幅、周期、频率、回复力和能量等内容。本节是简谐运动的实例应用。通过分析单摆的受力和运动，能够加深学生给简谐运动的进一步理解和应用，构建运动的完整体系。促进学生的知识体系的形成，提升学生的科学探究能力。 3.学习目标确定 1.理解单摆模型的条件，能从实际问题中抽象出单摆模型。2.能通过理论推导，判定单摆小角度振动的运动特点。3.在探究单摆的周期与摆长的定量关系时，能分析数据、发现规律，形成合理的结论，能用单摆的知识解释有关现象。4.知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系，能运用其解决相关实际问题。 4.学习重点难点 重点：探究单摆运动规律和单摆周期公式。难点：单摆回复力的判定以及小角度下的近似处理，分析等效摆。 5.学习条件支持 1.生活中竖直平面往复运动视频。2.现场演示竖直平面内小球往复运动。3.人教版教材重点正文材料。 6.学习活动设计 过程学习内容与教师活动（引领性问题）学生任务或学习活动设计设计意图或评价目标环节1创设情境：生活中经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内往复运动。将一小球用细绳悬挂起来，把小球拉离最低点释放后，小球就会来回摆动。引领性问题：竖直平面内的往复运动有哪些运动特点？教师活动：PPT展示和视频展示生活中的常见的竖直平面内的往复运动。学生活动：观察小球的往复运动，体会生活中小球摆动的运动特点。学生活动：思考生活中还有哪些常见的竖直平面内往复的现象。设计意图：利用学生们常见的现象，分析竖直平面内小球摆动的运动特点。设计意图：通过设置问题，有效调动学生学习物理的兴趣，唤起学生积极参与研究本节内容的意识。环节2教师活动：给出单摆模型的定义，长度不可改变的细线，细线的质量与小球相比可以忽略，小球的直径与细线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。强调单摆为理想化的模型。引领性问题：在实际问题中，实际摆做怎样的处理可以近似为单摆？学生活动：总结单摆模型的特点。小球的质量大、体积小，摆线不可伸缩、质量忽略、足够长。学生活动：根据单摆的定义，分析生活中的单摆模型。设计意图：帮助学生建立理想化模型，强调物理建模的重要性。设计意图：通过联系实际情景，培养学生模型建立的科学思维。环节3引领性问题：如何证明小球的摆动是简谐运动呢？教师总结：方法一：根据回复力的规律F=-kx判断。方法二：根据物体的振动图像（位移-时间图像）判断。教师活动：理论推导，小角度下的单摆模型回复力的表达式，满足简谐运动回复力的方程。回复力是切线方向的合力，由重力的切线分力提供。表达式为：方向：沿切线指向平衡位置。向心力是半径方向的合力，由拉力和重力的径向分力提供。表达式为：方向：沿半径指向悬点，只改变速度的方向。教师活动：给出角度很小时，Sinθ和θ的数值。当θ很小时，Sinθ≈θ，x≈弧 ... ...