单摆教案

《单摆》教案 山东师范大学，物电学院，08及物理<2>班，黄露，200800910250 一、教学目标 1．在物理知识方面的要求： (1)理解单摆振动的特点及它做简谐运动的条件； (2)掌握单摆振动的周期公式。 2．观察演示实验，概括出周期的影响因素，培养学生由实验现象得出物理结论的能力。 3．在做演示实验之前，可先提出疑问，引起学生对实验的兴趣，让学生先猜想实验结果，由教师实验验证，使学生能更好的有目的去观察实验。 二、重点、难点分析 1．本课重点在于掌握好单摆的周期公式及其成立条件。 2．本课难点在于单摆回复力的分析。 解决方案：对于重点内容通过课堂巩固练习加深印象。本课难点在于力的分析上，由教师画好受力分析图，用彩粉笔标示，同时引导学生看书，这部分内容属于A类要求及了解内容，只要使大部分学生能明白基本过程即可，重在强调最后结论。 三、教具 实验演示器材：三个单摆（两个摆长相同，质量不同；两个摆长不同。）、一个沙摆、铁架台、纸板 2．多媒体设备 四、主要教学过程 (一)引入新课 (教师拿出单摆展示，同时介绍单摆构成)这就是单摆，一根绳子上端固定，下端系着一个球。)不可伸长的细线一端固定在悬点，另一端悬挂一小球，如果细线的质量和小球相比可以忽略，小球的半径和细线相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。 提问：单摆的特点是什么？ 答：1、细线不可伸长 2、线长L>>球半径R 3、M球>>M线 根据单摆的特点，判断以下装置是否为单摆。 提问：第一个摆线为橡皮筋，摆球为铁球，是单摆吗？ 答：不是，摆线要不可伸长。 提问：第二个摆线为粗麻绳，摆球为铁球，是单摆吗？ 答：不是，摆线质量太重，不可忽略。 提问：第三个摆线为细绳，摆球为大木球，是吗？ 答：不是，摆球半径太大，不可忽略。 提问：第四个是单摆吗？ 答：不是，乒乓球太轻了。 提问：第五个呢？ 答：是。 提问：那么蹦极是不是？ 答：不是。 演示实验：将单摆拉开一个小角度然后突然放手。 提问：同学们观察到什么现象？ 答：单摆在摆动。 (二)教学过程设计 我们就来研究一下单摆摆动的规律。首先对摆球受力分析： 1．单摆的回复力 当单摆运动到某一位置P时，摆球受到竖直向下的重力G，沿绳方向的拉力F。很明显，在沿绳方向上摆球受力平衡，故摆球所受合力为 F合= G sinθ 当θ（＜5°）很小时，弧长d≈弦长x , sinθ=d/L≈x/L 摆球所受合力为 F合= - G·（x/L）= - kx 注意：负号表示F合方向总与位移x方向相反。 提问：请同学们回忆一下，F合= - kx，是个什么公式？ 答：简谐振动的回复力公式。 我们得到的回复力公式F= -kx，大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。并不是无条件的，一定是在摆角α＜5°时，单摆摆球所受到的回复力才具有这个特征。 2．单摆振动的摆动图像 我们说，探究一个物体的运动规律，除了看它的受力情况外，还应获得它的位移与时间变化关系。 提问：如果让你获取单摆的运动位移随时间的变化关系，你会怎么做呢？ 答：录像，然后截屏，最后用尺量得各时刻摆球的位移，画他们的关系图。 答：频闪拍照，然后用尺量得各时刻摆球的位移，画他们的关系图。 答：将小球换成沙漏，下面放纸板，使沙洒落在纸板上，沙落点与悬点连线即为某时刻单摆摆动位移。同时匀速拉动纸板，用纸板位移的均匀变化来体现时间的均匀变化。 三种方法都很好，但这里由于设备的限制，我们只演示沙摆的方法。 演示实验：在铁架台上装好沙摆。将沙摆拉开一个小角度，静止释放，匀速拉动纸板，让沙洒落在纸板上。 提问：现象还是很明显的，同学们可以清楚的看到洒落的沙在纸板上呈现出什么图形？ 答：正余弦图像。 2．单摆的运动是简谐运动 当运动物体所受合力为形式，并且运动物体振动图象为正（余）弦图像，则说明物体的运 ... ...