单摆

单摆说课案 江苏省宿迁市马陵中学 米新宇 ?1、教材分析 ??在物理选修3-4?机械运动中, 单摆的振动是简谐运动的重要特例，教材中安排这节内容，不仅使学生了解一种典型的简谐运动，而且也对前面所学的简谐运动概念起到加深理解和巩固的作用。新教材中这节内容比必修教材中要求更高，不仅要求理解在摆角很小时单摆的振动是简谐运动，还要求学生了解理论推导过程及实验研究方法，使学生明确单摆的回复力是沿圆弧切线方向的分力 G sinθ，不是重力和绳子拉力的合力。这样使教材的容量变大，研究方法增多，对教师驾驭教材的能力提出了较高要求。 ??? 本节教材的重点是引导学生通过实验，研究和探索物理规律，使学生在理解和掌握物理规律的同时，充分认识物理学是一门实验科学，提高实验操作和研究能力。 ?2、学情分析 ??? 在讲课之前我对本节课进行了预测,虽然学生多次做过实验，也观察过老师的演示实验，但实验操作能力仍不够强，特别是处理实验数据，总结物理规律的能力较差，因此，教学中，加强方法指导是上好这节课的关键。 ?3、教学目标 （1）、通过观察分析认识单摆。(概念) （2）、通过实验研究和理论推导下理解当摆角很小时单摆的振动是简谐运动。(重点1) （3）、通过猜想、控制变量法和实验研究探索发现单摆振动周期规律，知道单摆的周期跟什么因素有关，了解周期公式，培养学生的观察与分析能力。(重点2) 4、教学器材 两套实验器材 第一套是展示实验器材:用来分析和单摆周期有关的因素,由三个摆长质量都不同的单摆组成. 第二套是学生的分组试验器材.我设计了六组,每一组一个单摆一个米尺,一个秒表,让学生自己去寻周期与摆长的关系. ? ?二、教学过程记录（主要教学内容、教学方法和手段）： （一）导入新课：观看摆钟、秋千在竖直平面内做摆动的录像。提问：这些摆动是一种什么运动呢？让学生有一种感性认识.同事让学生分析单摆和秋千的运动有什么特点,为了分析他们的特点引入理想单摆的模型。 （二）新课讲授： ? 1、什么是单摆： 在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略不计，线长又比球的直径大得多，这种装置就叫单摆。单摆是实际摆的理想化模型。 ? 展示各种摆动模型，并摆动起来。师：这些摆动模型是不是单摆，为什么？ ? 师生共同讨论、识别。 接着进入本节课的第二环节:让单摆小球在竖直平面内摆动起来， 问题1让学生分析小球在做什么运动？生：机械振动。师：为什么？生：因为小球在中心位置两侧做往复运动。 问题2：那么是不是做简谐运动呢？学生议论。 师：可否证明？如何证明？生：方法一:看单摆的回复力是否与偏离平衡位置的位移成正比而方向相反。师：好，这是一个很重要的证明方法，还有其他方法吗？学生一时想不起来，经老师的启发，有学生回答还可研究单摆振动曲线看是否是正弦或余弦曲线，证明是否是简谐运动组织观看影片沙摆的位移-时间图像, 指出位移时间图像还不足以证明单摆是简谐运动,还要分析其回复力是否符合简谐运动的条件 接着动员学生对回复力进行分析得出回复力F=G1=mgsinq。 当偏角q很小时，sinθ≈x/l，所以单摆的回复力为F= －mgx/l，其中l为摆长，x为摆球偏离平衡位置的位移，负号表示回复力F与位移x的方向相反。由于m、g、l都有确定的值， 可用常数k表示，所以F= －kx。（板书）摆角很小（小于10°）时，单摆的振动为简谐运动。综上所述，不论是单摆振动的曲线还是回复力的特点都表明，在一定条件下单摆做简谐运动。 2、单摆振动的周期： 师：我们已学过了用周期来表示振动的快慢，请同学们观察单摆的摆动，猜想单摆振动周期可能和什么因素有关？学生猜想：可能和摆长、摆球质量、振幅几个因素有关。 展示试验：采用控制变量法分析可能因 ... ...