2022年《单摆》教学设计.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载单摆教学设计【教学内容】人教版 20XX 年 4 月第 3 版一般高中课程标准试验教科书物理选修34第十一章机械振动中第4 节 “单摆 ” ；【教学分析】1.教材分析单摆的振动是简谐运动的重要特例,教材中支配这节内容,不仅使同学明白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懂得和巩固的作用；本节教材第一给出一个抱负模型 单摆, 结合生活体会与之前学习的学问,引导同学体验、 判定单摆的运动是不是简谐运动, 然后通过演示试验及其理论的分析得出单摆在摆角很小时的振动属于简谐运动；

2、后又要求用试验方法定性分析单摆的周期及用单摆测量重力加速度；教学中涉及到了较多的物理思想方法,如抱负模型法、近似法、图像法、掌握变量法等,是高中物理的重要内容之一； 这样使教材的容量变大,要求；争论方法增多, 对老师驾驭教材的才能提出了较高本节教材的重点是引导同学通过试验,争论和探究物理规律,使同学在懂得和把握物理规律的同时,充分熟悉物理学是一门试验科学,提高试验操作和争论才能；2学情分析（1）思维基础同学已经初步有了探究事物的一般方法,即“ 是什么？ 怎么样？ 为什么？ ”的思维方法； 依据新课程重视“过程与方法 ”的教学理念和高二同学由直观熟悉向规律推理、试验推理过渡阶段的熟悉特点,本设计

3、中就通过创设问题情形,勉励同学自己提出想要争论的问题；（2）心理特点细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载依据高中生求异思维很活跃的特点,通过试验和多媒体手段满意同学希望猎取新学问的需求同学在剧烈爱好（名人事迹引入）的促使下,利用已有学问进行新规律的探究,既有挑战性,也有成就感；（3）已有学问同学对机械振动的初步明白；在上这节课之前,通过前几节内容的学习,同学知道了简谐振动的特点,

4、 通过生活中一种常见的模型 单摆, 探究它的运动情形如何,从而萌发了同学连续探究的爱好；（4）同学学习本课可能遇到的困难和问题正确的理论分析单摆的振动是否满意简谐运动的条件,通过试验定性定量分析单摆周期与摆长的关系,以及用单摆测量重力加速度时的试验方法和操作所带来的问题；【设计思想】本节设计的内容有四：一是熟悉物理模型 单摆,二是判定单摆的振动是不是简谐振动,三是探究单摆的周期于什么因素有关,四是学会运用单摆测定重力加速度的方法；现代训练理论认为,同学的学习过程实际上是一个以同学为认知主体,以学习内容为对象与四周环境相互作用,同学在原有学问基础上建构新学问从而达到学习目的的过程；依据新课程 “

5、以人为本 ”的理念和本节教学目标要求,在整个教学过程中突出同学体验探究的主体地位；教学中遵循老师的启示、引导、总结和同学的自主探究的体验实践,由易到难、由特别到一般的分层推动的认知规律,让同学比较简单接受,从而突破难点内容和突出重点内容；教学中的创设物理情形,创设物理气氛,可使同学有身临其境之感以增强同学的感性熟悉；总结归纳与严格的数学推导以表达物理的严谨；以规律的运用表达物理的有用性；同时利于培育同学的观看、分析、归纳问题的才能和利用数学进行演绎推理的才能；【课 时】 2 课时【教学目标】（一）学问与技能1、知道单摆的构造以及单摆是一种抱负模型；2、把握单摆的回复力是重力沿切线方向的分力；3

6、、懂得单摆在偏角很小时可以近似地做简谐运动；4、知道单摆振动的特点及周期公式；5、学会运用单摆测重力加速度；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载（二）过程与方法1、通过观看演示试验,从注射器所画出的图像判定单摆振动情形；2、通过对摆球的受力分析,把握力按作用成效分的方法；3、通过理论分析,单摆所受力满意简谐运动所受回复力特点；4、采纳掌握变量争论问题的方法；（三）情感、态度与价值

7、观1、培育同学发觉和提出问题,并利用已有学问探究学习新学问的才能；2、通过教学过程中各个教学环节的设计,如：观看、试验等,充分调动同学的积极性,激 发同学的学习爱好；3、对同学进行实事求是的科学思想熏陶；【教学重点】1、单摆振动的回复力；2、单摆的偏解很小时满意简谐运动的条件 3、通过定性分析、试验、数据分析得出单摆周期公式【教学难点】1、单摆振动的回复力 2、用单摆测重力加速度【教学思路】 总体教学流程如下表：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - -

8、 - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载【教法和策略】通过生活中的一些摇摆事例,使同学弄清晰单摆的摇摆是一种什么样的运动,这种运动有什么特点；将老师的讲解与同学的活动相结合,将演示试验定性探究与理论分析推理相结合,自主探究与沟通争论相结合,表达教学和学习方式的多样化；【教学预备】自制 PPT 课件、小球、细线以及支架、秒表、注射器、白纸、米尺等；【教学过程】一、提问夯基1、摸索提问：（1）本章中我们学习了机械振动,什么是机械振动？什么是简谐振动？（2）简谐振动的条件是什么？（3）简谐振动的图像是什么？（设计目的： 为单摆的探究学习打下一个坚实的基础；）二、新课导入

9、 创境激意 2、一个人在教堂观看灯的摇摆画面；询问同学熟悉这个人吗？他是意大利闻名的物理学家伽利略,一次在教堂中偶然地观看到摇摆不定的灯,伽利略沉迷在思索中 伽利略观看到什么现象呢？（设计目的： 为了激发同学的学习爱好,为本节课埋下伏笔；）三、体验实践,增强熟悉1、单摆模型解说（图 1 所示）（1）由同学争论后总结出单摆的构造：一根不行伸长的细线细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下

10、载下面悬挂一个密度大的小球就组成了单摆；（2） 拿出单摆,请同学认真观看并总结单摆的特点；（设计目的： 通过同学自己阅读懂得的单摆与试验中的单摆对比,过程,从而更好的去熟悉单摆；）图 1 四、引导探究,层层递进 1、探究单摆振动特点是同学经受一个感性熟悉（1）提出问题 我们熟悉了单摆,那么单摆振动是不是简谐运动呢？（2）进行猜想 组织引导同学猜想争论；（3）设计试验 组织同学争论、归纳,确定设计思想,制定方案：教材 P13,细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器,注射器向下喷出一束细细 的 墨 水 ； 沿 着 摆 动 方 向 匀 速 拖 动 一 种 白 纸 , 白 纸 上 的 墨 迹 便 画 出 振

11、 动 图 像；（4）试验结论 试验所绘制的图像为正弦函数图像,从而可判定单摆的振动属于简谐振动；（设计目的： 一是培育同学动手才能；二是提高同学学习爱好；三是借助试验所绘图像来判断单摆振动情形；）2、理论分析单摆振动特点 取小球振动中的任意一个位置,此时偏角为 （1）提出问题 小球受哪几个力作用？细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载画小球的受力分析图引导同学摸索：两力不在一条直线

12、上,应当怎么处理呢？mg图 2 （2）理论推导 径向：切向： F 回= = =细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载= F回方向与 x 方向相反, F 即为回复力满意简谐运动条件；表 1、多媒体展现正弦与角度弧度制的大小关系角度1 2 3 4 5 Sina 0.01745 0.0349 0.0532 0.0698 0.0872 A 0.01745 0.0349 0.0532 0.0

13、699 0.0873 （3）总结 当 5时,单摆的振动可近似为简谐运动（ 4）强调 其中用到了两个近似：1sin ；2在小角度下位移直线与弧线近似相等；这两个近似成立的条件是摆角很小,5； 3、单摆的周期（1）、定性分析 提出问题 我们知道了单摆振动时简谐振动,那么单摆振动的周期与什么因素有关呢？进行猜想 引导同学猜想：单摆的质量、振幅、摆长对周期各有什么影响？ 教材 P15 图 11.4-4；单摆的振幅、质量、摆长对周期各有什么影响？在铁架台上固定两个单摆,依据以下几种情形,把它们拉起肯定角度后同时释放,观看两摆的振动周期；两摆的振幅不同（都在小偏角下）两摆的质量不同 两摆的摆长不同提出问题

14、 比较三种情形下两摆的周期,可以得出什么结论？试验说明 单摆振动的周期与摆球质量无关,在振幅较小时与振幅无关,但与摆长有关,摆 长越长,周期也越长；（设计目的： 通过演示试验比较两个单摆在不同的条件下的周期大小,同学通过观看进而得 出试验结论；培育同学的观看才能和总结才能；）单摆周期与摆长之间有什么定量的关系呢？（2）、定量探究细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载设计试验 依据所

15、给器材组织同学设计并试验：测量在不同摆长的单摆的周期教材 P15,细线上端固定在铁架台上,下端系一个小钢球, 于是做成了一个单摆；测量摆长和摆的周期,得到一组数据；转变摆长,再得到几组数据；将试验数据输入计算机,运用 “ 几何画板 ”软件描点作图；表 2： 探究单摆周期与摆长的关系试验表格摆长 l/m1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 周期 T/s试验竞赛 为了更好更快的完成试验,将同学分成多组,让其中一组到讲台上去做,让讲台上的同学和下面同学构成试验竞赛；（ 设计目的： 一是为营造同学自我探究的环境,激发学生的探究爱好； 二是这样在课堂中恰当运用竞赛与勉励评判,可以大大激发同学学习热

16、忱；）试验结果 通过将数据输入运算机,依据所制的图调整函数,发觉周期 T 与 T 的图线完全拟合；表面单摆的周期 T 与 成正比；学问拓展 介绍荷兰物理学家、天文学家、数学家惠更斯的争论成果：单摆做简谐运动的周期 T 与成正比,与成反比,而与摆球质量、振幅无关；周期公式 介绍单摆的周期公式（设计目的： 指导同学通过试验进行科学探究,学会 “ 试验采集数据 ”,并借助运算机当堂处理试验中得到的数据,“分析验证 ”；再通过明白物理学史 单摆周期的发觉过程,拓展同学学问面；）五、应用扩展提出问题 怎样利用单摆测出当地的重力加速度？摸索争论 同学按前后桌四人分组争论,介绍测量方法； 同学动手做试验：做

17、单摆：取约1 米长的线绳穿过带孔的小钢球,并打一个比小孔 大一些的结,然后拴在桌边的支架上；用米尺量出摆线长,精确到毫米,用游标卡尺测摆球直径；把细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -单摆从平稳位置拉开一个角度放开它,学习必备欢迎下载用秒表测量单摆使之在同一竖直平面内做简谐运动,完成（ 3050 次）全振动所用时间；把测得的物理量的数值代入测量式,求出重力加速度的值；变更摆长,重做几次试验,最终求出

18、重力加速度的平均值；数据处理 引导同学分析处理试验数据的方法有哪些,这个试验可以用哪些方法处理？怎么处理？哪种方法好些？（突出图像法的优点；）（设计目的： 勉励同学进一步摸索,要求同学操作规范、精确；思路；突出图像法的优点；）六、例题导学把握试验数据处理的方法和例 1、一个抱负的单摆,已知其周期为 T；假如重力加速度变为原先的 1/2,振幅变为原先的 1/3,摆长变为原先的 1/4,摆球质量变为原先的 1/5,它的周期变为多少？解答 ：解后总结 能对单摆周期公式娴熟把握和应用；【归纳小结】（1）熟悉了单摆模型,知道它是一种抱负模型；（2）知道单摆回复力的来源；（3）知道单摆是一种简谐振动；（4

19、）单摆周期的公式；（5）会运用单摆测定重力加速度的方法【板书设计】 板书：第四节 单摆一、单摆模型（抱负模型）1、 悬线应长、轻,且为刚性2、小球应小而重细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 11 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载二、单摆的振动特点 1、振动图像为正弦函数： 2、单摆回复力 F= 满意 F=-kx 三、单摆的周期四、用单摆测重力加速度【课后摸索】1、操场上同学荡秋千的运动是简谐运动吗？2、教材 P17

20、摸索与练习 1、3 题；【书面作业】 完成教材 P17 摸索与练习 ” 2、4 题；【设计说明】1、本节课充分敬重同学自主学习的过程,即以归纳、概括为主的思维过程；它不是机械地重复历史中的 “ 原始制造 ” ,而是依据同学自己的体验,用他们自己的思维方式,重新建构有关物理学问,即同学的“再制造 ”过程；这对学习物理来说是特别有意义的； 2、本节课充分重视演示试验和同学的自我探究,以加强同学的自我体验,从而帮忙同学自主建构学问； 虽然同学的探究过程看上去不如老师讲解来得快捷和省时,但对同学深刻理解大有裨益；此外,通过本节学习, 同学收成的不仅仅是学习了单摆的有关学问,更主要的是学习了探究规律的一

21、种方法； 3、本节课充分理顺学问规律关系,为同学的学习铺设台阶；要做到“学问序、教学序、认知序 ”三序合一,理顺学问序是前提；本节课的教学熟悉单摆,到单摆的振动情形分析,再到影响单摆振动周期的因素的探究,逐次开展；最终将学问运用 测重力加速度；此外, 第 10 页,共 11 页 - - - - - - - - - 老师演示试验是同学试验的基础,老师在做演示试验时对试验原理和试验操作的讲解,其实细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载都是对同学接下

22、来的试验的指导；因此,这就易使同学在教学中得以拾阶而上,收成学问、获得胜利体验；【教学小结】在学习了简谐振动之后,我们紧接着又学习了简谐振动的一个特例 单摆；在这一节的教学中,第一让同学能够精确熟悉单摆构造,再通过试验（单摆的振动图像）和理论分析（回复力特点） 两方面进行论证单摆在偏角很小时属于简谐振动；最终用试验探究的方法争论了单摆的周期与什么因素有关,得出周期公式； 最终在教学基础上拓展,用单摆测定重力加速度方法； 将所学学问运用到生活中；在单摆的探究试验中,运用明白决实际问题的一种方法：提出问题 进行猜想 设计试验 试验探究 得出结论；【教学反思】1、物理试验教学中有“ 四个注意 ” ：注意理论学问的敏捷应用、注意物理模型的合理构建,注意试验过程的因子掌握、注意试验数据的科学处理；课堂教学以同学为本,把实施过程具体化、步骤化,只有在这个过程中,才能不断提高同学的才能；2、在教学过程中,同学充分发挥主观能动性,探究出了很多可行而值得推广的方案,如为了使单摆可以在同一竖直平面内做简谐运动,可以改单摆为双线摆等等；同学也从中享受到了学习的欢乐；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 11 页 - - - - - - - - -