“单摆”探究式教学设计.doc

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1、“单摆”探究式教学设计“单摆”探究式-山东省济宁市实验中学李志强侯代平 教学过程： 1.贴近生活，引入课题 在日常生活中，经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内作摆动：摆钟摆锤的摆动，公园里小孩在荡秋千，起重机下货物的晃动悬挂物体在竖直平面内做什么运动？摆钟是利用什么原理制作的？学习了“单摆”这节课后，我们就会明白了。 2.探究摆的振动周期 （1）提出问题 教师展示摆钟，引导学生观察摆锤的摆动和指针的变化，然后展示摆球、铁架台、细线等实验装置，演示摆球在竖直平面内的振动，引导学生注意观察摆球的往复运动。引导学生在观察、讨论中，联系往复运动表现出的运动周期性，提出问题： 摆的振动周期与哪些因素有

2、关？ （2）进行猜想 针对所提出的问题组织学生讨论，学生依据已有的科学知识、经验，通过思考作出猜想： 摆的振动周期可能与摆球的振幅有关； 摆的振动周期可能与摆球的摆长有关； 摆的振动周期可能与摆球的质量有关。 讨论时，有的学生可能猜想摆的振动周期与摆球所受重力有关，很少有学生猜想摆的振动周期与重力加速度有关。 （3）设计实验 教师要引导学生讨论确定实验方法：控制变量法，并依此设计实验方案。 教师可将班级学生分成甲、乙、丙三大组（每一大组再分成若干小组）探究摆的振动周期与摆球的振幅、质量、摆长的关系。学生进行讨论，整理、归纳出所需的实验器材、实验步骤和要测的物理量（见表1）。 表1 摆的周期和重

3、力加速度的关系在课堂上不易进行实验探究，可组织学生讨论、设计实验方案。学生可能提出在高层建筑中，在升降机中，在月球上，在飞船中，在地球上的不同地区做实验。要求学生课后写出具体的实验设计方案。 （4）实验探究 学生分组实验，使用仪器进行观察、测量和实验，同时记录观察和测量的结果（见表1）。 （5）交流、评估 学生分析、进行观察、测量和得出实验结果，与猜想进行比较作出解释（见表1）。各组选派代表进行交流，启发学生评估各组实验结果，总结摆的振动周期特点：偏角较大时，摆的振动周期跟振幅大小有关；摆的振动周期跟摆球质量无关；偏角较小时，摆的振动周期跟振幅大小无关，跟摆长有关，摆线增大周期变大，摆线缩短周

4、期变小。 3.探究单摆振动特征 教师：单摆是一种理想化模型，单摆由摆线和摆球两部分组成：第一，摆线需由质量不计、没有伸缩性的细线提供；第二，摆球的密度较大，而且摆球的直径要比摆线的长度小得多。这样才可将摆球看成质点，构成单摆。前面实验时提供的摆球和摆线基本符合构成单摆的条件，实验用的摆可看作单摆。 （1）提出问题 在上述实验探究中学生可能提出问题：单摆振动是不是简谐运动？ （2）进行猜想 组织学生讨论，提出猜想： 单摆振动不是简谐运动，因为单摆振动周期的大小跟偏角的大小有关，不是一个定值。 不能确定。因为单摆的振动是不是简谐运动要看它受到的回复力的大小是否跟位移的大小成正比。 因为在偏角较小时，单摆的周期跟振幅无关，跟摆长有关，像弹簧振子的周期那样，周期由振动物体本身决定。所以这时单摆振动是简谐运动。 （3）设计实验 组织学生讨论、归纳，确定设计思想，制定计划： 设计思想 简谐运动图像是一条余弦（或正弦）曲线，如果单摆振动是简谐运动，它的振动图像也应是一条余弦（或正弦）曲线。3推荐阅读：单摆第五章曲线运动（四、匀速圆周运动）5.6 探究功与物体速度变化的关系 公开课教案(新课标) 第 4 页 /总页数4 页