单摆教学设计

单摆教学设计（第一课时）

一、教学分析

1、教材的地位与作用

《单摆》是高中物理人教版选修3-4第11章第4节内容。本节内容安排在《简谐运动的回复力和能量》之后，属于简谐运动的应用实例，起到了承上的作用。在学习“单摆”之前，学生们学习了简谐运动及其图象，简谐运动的振幅、周期、频率以及回复力和能量等内容。这里作为简谐运动的应用实例，来学习单摆的运动规律、受力情况和图像特点，以加强对单摆内容的理解，深化、突出了单摆这种简谐运动。

2、教材处理

本节课内容多、理论性强、探究过程复杂，所以用两课时完成：第1课时学习单摆振动的图像和回复力、单摆做简谐运动的条件等内容。第2课时着重探究单摆周期与摆长的关系。

3、学情分析

经过近两年的高中学习，学生已经掌握了高中物理学中处理问题的很多基本方法，具有了一定的思维能力和接受能力。但是由于本节课结合了数学知识，涉及到小角度的近似处理，这在高中物理学习中是第一次出现，学生对这样的处理感觉有困难。

二、教学目标

知识与技能：

1、知道什么是单摆，了解单摆的运动特点

2、知道在摆角很小时单摆做简谐运动

过程与方法：

经历证明单摆运动是简谐运动的过程，学生体会数学方法在物理中的应用

情感态度与价值观：

通过证明过程，培养学生学习科学的兴趣和自觉性。并在学习证明的过程中，学会运用科学态度、科学价值观去克服困难、探究解决类似的问题

三、教学重点

重点：单摆振动的特点

依据：单摆振动是具体的简谐运动的应用实例，分析简谐运动也就是分析质点在运动过程中的振幅、周期、位移、频率、能量等一些物理量的特点，通过对单摆运动特点的分析、理解，学生对简谐运动的特点理解会更加深刻。

四、教学难点

难点：单摆的回复力以及对小角度的近似处理。

依据：在分析具体的简谐运动时学生往往不能正确的分析出回复力的来源，有的学生

即使能够分析出回复力的来源，也不知如何导出的形式，给解决问题带来了困难，因此将这个问题设置为难点。

五、课前准备

本节内容属于简谐运动的应用实例，主要解决两个问题：1、认识单摆2、用图象法和公式法证明单摆的振动属于简谐振动，基于这个目标，实现课堂教学的有效性，教师可以针对这个目标可布置以下预习作业。

1、指导学生自制单摆，画出单摆的x-t图象，对单摆的运动特点有一定的认识

2、在证明了竖直方向弹簧振子的运动属于简谐运动的基础上，要求学生阅读教材、分析教材自行证明单摆的运动是不是简谐运动。

3、课件。

六、教学过程

（一）引入新课

前面我们学习了弹簧振子，知道了简谐运动的特点。在日常生活中，我们还常常看见摆钟、荡船、秋千都在竖直平面内做摆动，这些摆动是属于一种什么样的运动呢？今天我们来学习最简单的摆动——单摆的运动。

本堂课主要解决两个问题1、知道什么是单摆。2、证明单摆的运动是不是简谐运动

设计意图：交代清楚本节的任务，使学生心中有数。

（二）进行新课

板书：11.4 单摆

1、单摆模型

（1）单摆：一根不可伸长的细绳，一端固定，另一端与小球相连，如果细线的质量与小球相比可以忽略，求的直径与线的长度相比可以忽略，忽略空气阻力的影响，这样的装置叫单摆。

教师活动：由学生阅读教材，得出单摆的定义。教师对定义进行补充说明。

设计意图：培养学生自学能力，加深对单摆概念的理解。

教师活动：这样的装置在生活中存在吗？

设计意图：使学生意识到这样的装置在现实生活中不存在，是一种理想化模型。

（2）单摆是实际摆的理想化模型

（3）判断下列模型是否属于单摆模型

教师活动：展示几幅图片，让学生判断是否属于单摆模型。

设计意图：使学生更加明确什么是单摆。

2、单摆的运动

教师活动：单摆在做振动，这种振动是不是简谐运动呢？需要我们证明，有几种方法？

学生：回答两种，图象法和公式法

设计意图：针对两种证明方法展开教学

(1)画单摆的x-t图象

播放演示实验视频，画出单摆的x-t图象，与正弦曲线十分相似

教师活动：既然图象与正弦曲线十分相似，那单摆的运动就有可能是简谐运动，那到底是不是？如果我们得到的图像很准确，我们可以去做拟合曲线，得到图像如果严格满足正

弦规律，说明就是。但这个对实验要求比较高，如果不是匀速拉动也会得不到正弦曲线的。下面我们从另一个角度去做一个判断，我们从力的特征用公式法去证明单摆的振动是不是简谐运动。

教师活动：凡是振动都需要回复力，那单摆的回复力是什么力呢？

设计意图：学生明确，接下来要寻找回复力。

(2)单摆的回复力分析

①确定平衡位置

当摆球静止于O点时，摆球受到的重力G和悬线的拉力Ｆ′彼此平衡，O点就是单摆的平衡位置.

②实验演示单摆的振动，分析回复力

教师活动：提问单摆在振动过程中受到哪些力作用？

生：答

教师活动：教师由学生的回答板书单摆受力分析图

教师活动：摆球做圆周运动的向心力由谁来提供？摆球做机械振动的回复力由谁来提供？

学生讨论后让学生回答。

教师活动：单摆振动时在竖直平面内做变速圆周运动，重力和拉力的合力产生两种效果：一是使小球做圆周运动，速度大小发生变化，这个效果力称为向心力。二是使小球总是有回到平衡位置的趋势，这个效果力就是我们说的回复力，因而单摆做变速圆周运动的回复力就是合力在切线方向的分力，这个分力也是重力沿切线方向的分力。

教师活动：板书 F=F2=mgsinθ

教师活动：由单摆的回复力的表达式能否看出单摆的振动是简谐运动呢？请同学们回忆一下简谐运动回复力的特点。

学生：物体所受回复力的大小与位移大小成正比，并且总是指向平衡位置。表达式为：F=-kx。

教师活动：书上已给出了具体的推导过程，其中用到了两个近似：(1)sinα≈α；(2)在小角度下OP直线与OP弧线近似相等。这两个近似成立的条件是摆角很小，α＜10°。

由上表我们可知α在5°之内，并且以弧度为角度单位，sinα≈α。

教师活动：在这个基础上，接下来请大家按照教材上的提示，导出回复力与位移的关系。（3）关于单摆做简谐运动的条件

①推导：在摆角很小时，sinθ＝

又回复力Ｆ＝mgsinθＦ＝mg·（ｘ表示摆球偏离平衡位置的位移，l表示单摆的摆长）

②师生分析得到：在摆角θ很小时，回复力的方向与摆球偏离平衡位置的位移方向相反，大小成正比，单摆做简谐运动。

④教师：我们知道简谐运动的图象是正弦(或余弦曲线)，那么在摆角很小的情况下，既然单摆做的是简谐运动，它振动的图象也是正弦或余弦曲线。我们之前的单摆振动图像在角度很小时是正弦曲线。

⑤总结：从实际得到的图象和理论上中均可看出：在摆角很小的情况下，考虑实验观察的方便，认为在时，单摆做简谐运动。

（4）用量角器画出角

设计意图：学生感受角，到底有多大。

七、课堂训练

1、单摆作简谐运动时的回复力是（）

A.摆球的重力

B.摆球重力沿圆弧切线的分力

C.摆线的拉力

D.摆球重力与摆线拉力的合力

2、振动的单摆小球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力及合外力的说法正确的（）

A.回复力为零，合外力不为零，方向指向悬点

B.回复力不为零，方向沿轨迹的切线

C.合外力不为零，方向沿轨迹的切线

D.回复力为零，合外力也为零

3、下图左为单摆的振动图像，右图为单摆做简谐运动的实际情况图，请在右图中指出ｔ时刻摆球所在的实际位置及振动方向.

4、如图所示是一单摆的振动图像，在ｔ1、ｔ2时刻相同的物理量是

A.位移

B.速度

C.加速度

D.势能

八、课堂小结

本节课主要研究了什么是单摆，并证明了在摆角很小时，单摆的运动可以看作是简谐运动，并体会近似法在处理物理问题中的方便。

前面我们所学简谐运动是以弹簧振子系统为例，单摆振动和弹簧振子不同，从回复力上说，虽然都具有同一特征，却由不同的力来提供。弹簧振子回复力由合力提供，而单摆则是由重力的一个分力来提供回复力。这是回复力不同，那么其他方面，还有没有不同呢？我们在学习弹簧振子做简谐运动时，还提到过弹簧振子系统周期与振幅无关，那么单摆的周期和振幅有没有关系呢？下节课我们就来探究这个问题。

九、课下作业

1、课后练习

2、预习单摆的周期

单摆的教案

-- -- 教 案 教师 梁永 教龄 12年 学 科 物理 授课日期 2018年3月21日 教 学 内 容 双边活动设计 设计意图 3、单摆做简谐运动的条件 当最大摆角很小（θ＜50）时，单摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动 4、引入案例 （二）、单摆周期的影响因素 猜想并利用控制变量法进行验证实验 （1）单摆振动周期与振幅无关——等时性 （2）单摆振动周期与质量无关 （3）单摆振动周期和摆长有关： 摆长越长，周期越长。 （三）单摆的周期公式 1、单摆周期与摆长和重力加速度,摆长有关，与振幅和质量无关。 2、摆长、重力加速度都一定时，周期和频率也一定，通常称为单摆的固有周期和固有频率。 （四）单摆的应用 1、计时器 2、测定重力加速度 三、课堂巩固 四、课堂小结 教师引导学生总结单摆条件 教师引入案例 教师进行演示实验 学生分析单摆周期的影响因素 学生记忆和理解单摆的周期公式 教师作以适当的点拨与扩展 单摆应用的展示 小组合作完成习题与小结 激发学生的学习兴趣 体会物理的学科特色 为用单摆侧重力加速度的实验打下伏笔 课题 单摆 班级 高二13班 教 学 目 标 知识与技能：知道单摆的概念，理解简谐运动，掌握单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。 过程与方法：采用理想化的方法建立物理模型，用控制变量法来研究物理问题，用近似处理方法来解决物理问题。 情感、态度、价值观：通过实验研究，养成耐心、细致的学习习惯和一丝不苟的科学态度， 体验科学探究的思想方法。 重点 单摆的周期公式及其成立条件 难点 单摆回复力的分析 教 学 过 程 教 学 内 容 双边活动设计 设计意图 一、复习回顾 1、什么是简谐运动？做简谐运动的物体回复力有什么特点？ 2、做简谐运动物体的回复力具有什么特征？ 二、新课探究 （一）、单摆 1、定义：在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果细线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多，这样的装置叫单摆。 2、单摆的运动 验证单摆作简谐运动的两种方法： 运动学图像或动力学关系F=-kx （1）平衡位置在哪儿？ （2）回复力指向？ （3）单摆受哪些力？ （4）回复力由谁来提供？ （5）回复力与位移之间满足什么关系？ 学生回顾简谐运动的相关知识 学生展示预习成果 分析课件展示的几种情况是否可以当成单摆来处理 提问：小球在运动过程中受到哪些力的作用 学生通过受力分析总结出单摆运动中的回复力和向心力 教师点拨：回复力不 是合力 承上启下，为新课 教学做好知识准 备 理解感悟理想化 模型在物理学当中的重要作用 运用力决定运动的思想在实际物 理模型当中的应 用 板 书 设 计 单摆 一、单摆 1、定义 2、单摆的运动 3、单摆做简谐运动的条件 二、单摆的周期公式 2L T g π=2L T g π=

高中物理优质课教案

高中物理优质课教案 11.4、单摆教案 单位： 姓名： 电话：

11.4、单摆教案 引入新课 在前面我们学习了弹簧振子，知道弹簧振子做简谐运动。那么：物体做简谐运动的条件是什么？ 答：物体做机械振动，受到的回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。 今天我们学习另一种机械振动——单摆的运动 1、 阅读课本第167页到168页第一段，思考：什么是单摆？ 答：一根细线上端固定，下端系着一个小球，如果悬挂小球的细线的伸长和质量可以忽略，细线的长度又比小球的直径大得多，这样的装置就叫单摆。 物体做机械振动，必然受到回复力的作用，弹簧振子的回复力由弹簧弹力提供，单摆同样做机械振动，思考：单摆的回复力由谁来提供，如何表示？ 梯度小问题：（1）平衡位置在哪儿？ （2）回复力指向？（学生回答） （3）单摆受哪些力？（学生黑板展示） （4）回复力由谁来提供？（学生回答） 注意：数学上的近似必须让学生了解，同时通过此处也能让学生单摆做简谐运动是有条件 1）平衡位置 当摆球静止在平衡位置O 点时， 细线竖直下垂，摆球所受重力G 和悬线的拉力F 平衡， O 点就是摆球的平衡位置。 2）回复力 单摆的回复力F 回=G1=mg sinθ，单 摆的振动是不是简谐运动呢？ 单摆受到的回复力F 回=mg sinθ，如图：虽然随着 单摆位移X 增大，sinθ也增大，但是回复力F 的大小 并不是和位移成正比，单摆的振动不是简谐运动。但是，在θ值较小的情况下（一般取θ≤10°），在误差允许的范围内可以近似的认为 sinθ=X/ L ，近似的有F= mg sinθ= ( mg /L )x = k x （k=mg/L ）,又回复力的方向始终指向O 点，与位移方向图２

高中物理-单摆教案 (3)

高中物理-单摆教案 【教学目标】 一、知识与技能 1．知道单摆是一种理想化模型和做简谐运动的条件 2. 知道单摆做简谐运动时回复力的特点和表达式 3．知道单摆(偏角θ较小时)的周期与振幅、摆球质量、摆长和当地重力加速度g的关系。 二、过程与方法 1．知道测量单摆周期的方法,会用单摆测定重力加速度 2．通过探究过程体会猜想、设计实验、分析论证、评估等科学探究要素; 3．通过制定探究方案体会“控制变量”的研究方法。 三、情感、态度和价值观 1．通过实验,领悟实事求是的理念,并在探究活动中培养合作精神。 2．通过动手合作调动学生的学习主动性,培养他们的探究意识,激发他们的学习热情,体会研究的乐趣。 【重点、难点、疑点】 1.重点:单摆的振动规律和周期公式。 2.难点:单摆回复力的分析。 3.疑点:怎样确定单摆的振动周期与哪些因素有关,以及具体关系。 【教具准备】 摆球、铁架台、细线、支架、盛砂漏斗、硬纸板、砂、计算机、投影仪等 【教学过程】 一、复习引入新课 在前面我们学习了弹簧振子,知道弹簧振子做简谐运动。 那么：怎么判断物体的运动是否是简谐运动 答：有两种方法：方法一：位移时间图像为正弦 函数 方法二：物体在跟位移大小成正比、并且总是指 向平衡位置的回复力作用下的振动F =-kx 在生活中有很多种机械振动。比如建筑物挂钟的 振动、房顶吊灯的摆动、秋千的运动、座钟的钟 摆的摆动。这些运动都是摆动。我们对实际生活 中的摆进行理想化处理,忽略次要因素、突出主 要因素,这样所构建的模型称之为单摆。

二、新课教学 （一）单摆 问题：以上这些运动有什么共同点？ 物理中常抽象出一种模型 1、单摆概念：细线一端固定在悬点,另一端系一个小球,如果 细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比也 可以忽略,这样的装置就叫做单摆。 ①摆线质量m 远小于摆球质量 M,即m << M ②摆球的直径 d 远小于单摆的摆长Ｌ,即 d <<Ｌ。③摆球所受空气阻力远小 于摆球重力及绳的拉力,可忽略不计。④摆线的伸长量很小, 可以忽略。 2、摆长：悬点到摆球重心的距离。摆长 L=L0+R （二）单摆的运动 问题1：运动的平衡位置在哪里 细线竖直下垂,摆球所受重力G和悬线的拉力F平衡,O点就是摆球的平衡位置。问题２：摆球的受力情况小球收到的力有重力、拉力 问题3:小球的运动情况分析以点Ｏ为平衡位置的振动 以悬点Ｏ’为圆心的圆周运动 问题4：力与运动的关系 回复力大小：向心力大小： O` O θ sin mg F= 回 θ cos mg N F- = 向

大学物理实验报告~单摆测重力加速度

西安交通大学物理仿真实 验报告 ——利用单摆测重力加速度 班级： ： 学号：

交通大学模拟仿真实验实验报告 实验日期：2014年6月1日老师签字：＿＿＿＿＿ 同组者：无审批日期：＿＿＿＿＿ 实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验 一、实验简介 单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。而在实际情况下，一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置近似为单摆。单摆带动是满足下列公式： 进而可以推出： g L T π2=22 4T L g π=

式中L为单摆长度（单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离）；g 为重力加速度。如果测量得出周期T、单摆长度L，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g。 三、实验容 1.用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g. 设计要求: (1)根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2)写出详细的推导过程,试验步骤. (3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g<1%. 可提供的器材及参数: 游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用). 假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△米≈0.05cm;卡尺精度△卡≈0.002cm;千分尺精度△千≈0.001cm;秒表精度△秒≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△人≈0.2s.

探究单摆的物理原理教案

探究单摆的物理原理教案 【教学目标】 （一）知识与技能 1、知道什么是单摆，了解单摆的构成。 2、掌握单摆振动的特点，知道单摆回复力的成因，理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动。 3、知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。 4、知道用单摆可测定重力加速度。 （二）过程与方法 1、知道单摆是一种理想化的系统，学会用理想化的方法建立物理模型。 2、通过单摆做简谐运动条件的教学，体会用近似处理方法来解决物理问题。 3、通过研究单摆的周期，掌握用控制变量的方法来研究物理问题。 （三）情感、态度与价值观 1、单摆在小角度情况下做简谐运动，它既有简谐运动的共性，又有其特殊性，理解共性和个性的关系； 2、当单摆的摆角大小变化时，单摆的振动也将不同，理解量变和质变的变化规律。 3、培养抓住主要因素，忽略次要因素的辨证唯物主义思想。 【教学重点】 1、知道单摆回复力的来源及单摆满足简谐运动的条件； 2、通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式。 【教学难点】 1、单摆振动回复力的分析； 2、与单摆振动周期有关的因素。 【教学方法】 分析推理与归纳总结、数学公式推导法、实验验证、讲授法与多媒体教学相结合。

【教学用具】 单摆、秒表、米尺、条形磁铁、装有墨水的注射器（演示振动图象用）、CAI 课件。 【教学过程】 (第一课时)单摆的回复力 （一）引入新课 教师：1862年，18岁的伽利略离开神学院进入比萨大学学习医学，他的心中充满着奇妙的幻想和对自然科学的无穷疑问，一次他在比萨大学忘掉了向上帝祈祷，双眼注视着天花板上悬垂下来摇摆不定的挂灯，右手按着左手的脉搏，口中默默地数着数字，在一般人熟视无睹的现象中，他却第一个明白了挂灯每摆动一次的时间是相等的，于是制作了单摆的模型，潜心研究了单摆的运动规律，给人类奉献了最初的能准确计时的仪器。 在第一节中我们以弹簧振子为模型研究了简谐运动，日常生活中常见到摆钟、摆锤等的振动，这种振动有什么特点呢本节课我们来学习简谐运动的另一典型实例——单摆。 （二）进行新课 1．单摆 （1）什么是单摆 秋千和钟摆等摆动的物体最终都会停下来，是因为有空气阻力存在，我们能不能由秋千和钟摆摆动的共性，忽略空气阻力，抽象出一个简单的物理模型呢 （出示各种摆的模型，帮助学生正确认识什么是单摆） ①第一种摆的悬绳是橡皮筋，伸缩不可忽略，不是单摆； ②第二种摆的悬绳质量不可忽略，不是单摆； ③第三种摆的悬绳长度不是远大于球的直径，不是单摆； ④第四种摆的上端没有固定，也不是单摆； ⑤第五种摆是单摆。 定义：如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置叫单摆。 绳绕在杆上

大学物理实验报告-单摆测重力加速度

大学物理仿真实验 实验报告 拉伸法钢丝测杨氏模量 实验名称：拉伸法测金属丝的杨氏模量

一、实验目的 1、学会测量杨氏模量的一种方法； 2、掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理； 3、学会用逐差法处理数据； 二、实验原理 任何物体（或材料）在外力作用下都会发生形变。当形变不超过某一限度时，撤走外力则形变随之消失，为一可逆过程，这种形变称为弹性形变，这一极限称为弹性极限。超过弹性极限，就会产生永久形变（亦称塑性形变），即撤去外力后形变仍然存在，为不可逆过程。当外力进一步增大到某一点时，会突然发生很大的形变，该点称为屈服点，在达到屈服点后不久，材料可能发生断裂，在断裂点被拉断。人们在研究材料的弹性性质时，希望有这样一些物理量，它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。于是提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变ΔL/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）之比的概念。在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即 / ) /( =/ / (（1） ? ) FL = S L L L E? F S E被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。

通过式（1），在样品截面积S 上的作用应力为F ，测量引起的相对伸长量ΔL/L ，即可计算出材料的杨氏模量E 。因一般伸长量ΔL 很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL 。光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直，其后足即杠杆的支脚与被测物接触，见图1。当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL 时，镜面法线转过一个θ角，而入射到望远镜的光线转过2θ角，如图2所示。当θ很小时， l L /tan ?=≈θθ （2） 式中l 为支脚尖到刀口的垂直距离（也叫光杠杆的臂长）。根据光的反射定律，反射角和入射角相等，故当镜面转动θ角时，反射光线转动2θ角，由图可 D b =≈θθ22tan （3） 式中D 为镜面到标尺的距离，b 为从望远镜中观察到的标尺移动的距离。 从（2）和（3）两式得到 D b l L 2=? （4） 由此得 D bl L 2=? （5）

单摆教案

单摆 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 1．演示单摆振动周期的影响因素 三个单摆：两个摆长相同，质量不同；两个摆长不同。 2．投影仪，投影片。(内容见附录) 四、主要教学过程

(一)引入新课 提问：什么是简谐运动？ 答：物体做机械振动，受到的回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。 前节课我们学习了弹簧振子，了解了简谐运动和振动周期。日常生活中，我们常常见 到钟表店里摆钟摆锤的振动(教师展示摆钟钟摆的振动)，这种振动有什么特点呢？它是根据 什么原理制成的？钟摆类似于物理上的一种理想模型——单摆。我们就来分析一下单摆来解决以上的问题。 (二)教学过程设计 (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。物理上的单摆，是在一个固定的悬点下，用一根不可伸长的细绳，系住一个一定质量的质点，在竖直平面内小角度地摆动。所以，实际的单摆要求绳子轻而长，小球要小而重，将摆球拉到某一高度由静止释放，单摆振动类似于钟摆振动。我们这一章研究的是机械振动，而单摆振动也属于机械振动，单摆振动也是在某一平衡位置附近来回振动，这个平衡位置，就是绳子处于竖直的位置。 我们在学习机械振动时，曾经提到过机械振动的两个必要条件，一是运动中物体所受阻力要足够小；二是物体离开平衡位置后，总是受到回复力的作用。对于第一个条件单摆是符合的，单摆绳要轻而长，球要小而重都是为了减少阻力；第二个条件说 到回复力。 提问：单摆的回复力又由谁来提供？ 答：单摆的回复力由绳的拉力和重力的合力来提供。(教师对答案先 不否定，通过对学生的提问，教师把受力图画在黑板上。) 1．单摆的回复力 要分析单摆回复力，先从单摆受力入手。单摆从A位置释放，沿AOB圆弧在平衡点O 附近来回运动，以任一位置C为例，此时摆球受重力G，拉力T作用，由于摆球沿圆弧运动，所以将重力分解成切线方向分力G1和沿半径方向G2，悬线拉力T和G2合力必然沿半

基于物理模型的《单摆》教学设计-

基于物理模型的《单摆》教学设计 《普通高中物理课程标准（实验）》明确要求：学生要“通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法。认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用”。由此可以看出，物理模型是学生高中物理学习的严重内容。在高中物理教学中重视物理模型的教学，引导学生建立清撤而恰当的物理模型，对学生知识掌握、思维能力培养，都具有严重的作用。 物理模型是为了研究物理问题的便当和探讨物理事物的本质，而对研究对象所作的一种简化的描述和模拟。其构成要素为思维方法、理论内涵、表征方式。因此物理教学设计遇到物理模型时，应该搞清楚该物理模型的三要素，才能做好教学设计。本文以单摆模型为例，在传授物理知识的同时结合高中学生认知规律，以显性方式传授了物理学中所用到的科学方法。 1、单摆在物理学知识体系中的地位 简谐运动是最简单、最基本的机械振动。单摆作为简谐运动的一个典型例子，是从生活实例中抽象出的物理模型，与人们的日常生活、生产实践、科学研究有着密切的关系。 2、课程标准的要求 《普通高中物理课程标准（实验）》中与单摆有关的教学目标有两条： （1）通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系。该目标提出的是过程要求——“实验探究”。 （2）知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度。该目标提出的知识要求是“知道”的水平，技能要求是“会”的水平。 3、教学设计思路 单摆是用一根质量和伸长量可以忽略的细线系着一个质点的理想模型。 从构成物理模型的i要素来看，单摆这个模型的思维方法为忽略次要因素，抓住主要矛盾的理想化方法。

物理模型的理论内涵包括物理现象、概念和规律。单摆的运动规律是：在小角度下，单摆运动可以相似看为简谐运动。 由于单一的物理模型表征方式只能反映物理模型的一个侧面，不能表达物理模型的所有内容。因此，文字、数学表达式、图形被称为是三种典型的物理模型表征方式。单摆这个物理模型的表征方式为示意图：运动表征方式为受力图和数学表达式。 基于单摆的上述特点，在单摆教学的引入阶段，让学生从现实生活中列举摆动的例子，引出研究对象；在建立模型时，通过让学生自制一些单摆，通过分析比较，让学生明白单摆这个模型与客观原型之间的关系：在模型深化阶段，让学生学会用受力分析的方式表征单摆的运动，用实验的方式探究单摆周期的影响因素：在模型应用阶段，让学生运用单摆这个模型的三要素解决实际物理问题，提高运用模型解决问题的能力。4、学生情况分析 学生在学习本节课之前已经学习了简谐运动及其特征：通过质点、匀速直线运动等学习也具备了一定的物理建模能力以及受力分析和实验探究的能力。 本节课的小角相似处理物理问题的方法，学生在以前的学习中从未接触，因此，学习时会产生一定的困难。 5、教学目标 根据单摆的特点、学生的学情与课程标准的要求，设计如下三维教学目标： （1）知识与技能 ①知道单摆。 ②了解摆角很小时，单摆的振动是简谐运动。 ③理解单摆的周期公式。 （2）过程与方法

初中物理中考实验探究题

中考最新实验探究题 1．在“测定物质的密度”实验中，所用的托盘天平如图10所示。实验时，应先向_______调节平衡螺母（选填“左”或“右”），使天平横梁水平平衡。称量物体质量时，Array被测物体应放在天平的_______盘（选填“左”或“右”），然后通过 _________________________________使天平横梁再次回到水平位置平 图10 衡。 2．某同学做“研究电流与电阻关系”的实验，在连接电路时，电键应处于_______状态（选填“闭合”或“断开”）。实验时，该同学要保持______________________不变。 3．某小组同学在“研究光的折射规律”的实验中，按正确的方法安装和调节好实验装置。他们使光从空气斜射入水中，按表一中的入射角i依次进行了三次实验，并将相应的折射角r记录在表一中。然后他们使光从空气斜射入玻璃中，重复上述实验，并将数据记录在表二 中。为了进一步探究入射角i和折射角r之间的关系，他们进行适量的运算，将结果分别 记录在表一和表二的后四列中。 （1）分析比较实验序号___________________________________数据中的入射角i与折射角r变化关系及相关条件，可得出的初步结论是：光从空气斜射入其它介质，折射角随入射角的增大而增大。 （2）分析比较每一次实验数据中的入射角i与折射角r的大小关系及相关条件，可得出的初步结论是：___________________________________________。 （3）分析比较实验序号1与4（或2与5、3与6）数据中的入射角i与折射角r的关系及相关条件，可得出的初步结论是：__________________________________________________。 （4）请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件，并归纳得出结论。

高中物理.实验用单摆测定重力加速度教案教科选修创新

《用单摆测定重力加速度》 一、教学三维目标 （一）知识与技能 1. 知道单摆摆动的等时性 2. 知道单摆测重力加速度的原理 （二）过程与方法 ⑴通过设置问题启发学生思考，使学生初步掌握思维方法。 ⑵让学生能够根据问题的要求和相关条件，构造有关的实验情景，优选实验原理和方案，确定解决问题的实验程序，得出准确合理的结论。 ⑶促使学生深刻领悟实验原理、加深认识仪器的工作原理，在不同的实验情景下，创造性地灵活运用实验知识和技能解决相关问题。 (三) 情感态度与价值观 （1）通过探究和设计活动，培养学生的合作精神、分享意识，以及关注社会、积极参与的意识。 （2）培养学生实事求是、精益求精、锲而不舍的探索精神。 （3）体会重力加速度在生活的应用，提高物理在生活中的应用意识。 （4）通过重力加速度在物理学中的各方面的涉及，体会物理学中的和谐美与统一美。增强学生对科学的好奇心与求知欲，使学生乐于探究自然界奥秘。 二、教学重点 1．单摆测定重力加速度的原理 2. 单摆测重力加速度实验的应用 三、教学难点 单摆测重力加速度实验的应用 四、教学过程 1.实验目的： 学会用单摆测定当地重力加速度，正确熟练使用秒表。 2.实验器材： ①球心开有小孔的小金属球②长度大于1米的细尼龙线③铁夹④铁架台⑤游标卡尺⑥米尺⑦秒表 3.实验原理： 根据单摆周期公式T=2π g l /，得：g=224T l 。据此，只要测得摆长l 和 周期T 即可算出当地的重力加速度g 。 4.实验步骤 1、用细线拴好小球，悬挂在铁架台上，使摆线自由下垂，如图1。 注意：线要细且不易伸长，球要用密度大且直径小的金属球，以减小空气阻力影响。 摆线上端的悬点要固定不变，以防摆长改变。 图1

1.3 探究单摆的物理原理 教案

1.3 探究单摆的物理原理教案 【教学目标】 （一）知识与技能 1、知道什么是单摆，了解单摆的构成。 2、掌握单摆振动的特点，知道单摆回复力的成因，理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动。 3、知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。 4、知道用单摆可测定重力加速度。 （二）过程与方法 1、知道单摆是一种理想化的系统，学会用理想化的方法建立物理模型。 2、通过单摆做简谐运动条件的教学，体会用近似处理方法来解决物理问题。 3、通过研究单摆的周期，掌握用控制变量的方法来研究物理问题。 （三）情感、态度与价值观 1、单摆在小角度情况下做简谐运动，它既有简谐运动的共性，又有其特殊性，理解共性和个性的关系； 2、当单摆的摆角大小变化时，单摆的振动也将不同，理解量变和质变的变化规律。 3、培养抓住主要因素，忽略次要因素的辨证唯物主义思想。 【教学重点】 1、知道单摆回复力的来源及单摆满足简谐运动的条件； 2、通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式。 【教学难点】 1、单摆振动回复力的分析； 2、与单摆振动周期有关的因素。 【教学方法】 分析推理与归纳总结、数学公式推导法、实验验证、讲授法与多媒体教学相结合。

【教学用具】 单摆、秒表、米尺、条形磁铁、装有墨水的注射器（演示振动图象用）、CAI 课件。 【教学过程】 (第一课时)单摆的回复力 （一）引入新课 教师：1862年，18岁的伽利略离开神学院进入比萨大学学习医学，他的心中充满着奇妙的幻想和对自然科学的无穷疑问，一次他在比萨大学忘掉了向上帝祈祷，双眼注视着天花板上悬垂下来摇摆不定的挂灯，右手按着左手的脉搏，口中默默地数着数字，在一般人熟视无睹的现象中，他却第一个明白了挂灯每摆动一次的时间是相等的，于是制作了单摆的模型，潜心研究了单摆的运动规律，给人类奉献了最初的能准确计时的仪器。 在第一节中我们以弹簧振子为模型研究了简谐运动，日常生活中常见到摆钟、摆锤等的振动，这种振动有什么特点呢？本节课我们来学习简谐运动的另一典型实例——单摆。 （二）进行新课 1．单摆 （1）什么是单摆 秋千和钟摆等摆动的物体最终都会停下来，是因为有空气阻力存在，我们能不能由秋千和钟摆摆动的共性，忽略空气阻力，抽象出一个简单的物理模型呢？ （出示各种摆的模型，帮助学生正确认识什么是单摆） ①第一种摆的悬绳是橡皮筋，伸缩不可忽略，不是单摆； ②第二种摆的悬绳质量不可忽略，不是单摆； ③第三种摆的悬绳长度不是远大于球的直径，不是单摆； ④第四种摆的上端没有固定，也不是单摆； ⑤第五种摆是单摆。 定义：如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置叫单摆。 绳绕在杆上

《单摆》教学设计绍兴县鲁迅中学312000何尧荣

《单摆》教学设计 绍兴县鲁迅中学（312000） 何尧荣 ● 【教学目标】： 〔知识目标〕：1、掌握单摆的构造 2、掌握单摆的回复力是重力沿切线方向的分力 3、掌握单摆在偏角很小时可以近似地做简谐运动 4、掌握单摆振动的特点及周期公式 〔能力目标〕：1、掌握力的分解原则――按作用效果分解 2、初步掌握近似处理方法 3、初步掌握因素分析法，能对问题进行定性分析 4、会用控制变量法设计探索性实验，并对数据进行分析 〔德育目标〕：1、初步掌握抓住主要因素，忽略次要因素辨证唯物主义思想 2、对学生进行实事求是的科学思想熏陶 ● 【重点难点】： 〔重点〕： 1、单摆振动的回复力 2、单摆的偏解很小时满足简谐运动的条件 3、通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式 〔难点〕：单摆振动的回复力 ● 【任务分析】：

●【教具准备】：摆长、摆球大小和质量不一样的单摆四只，砂摆一只，CIA 课件一个等等。 ●【教学过程】： 一、告知教学目标 师：看新标题 板书：单摆 公布目标：多媒体打出 二、回顾原有相关知识，引入新课 师：问简谐运动的条件是什么？ 生：答 师：日常生活中那些现象属于机械振动？ 生：答（秋千，钟摆，鼓，地震等等） 师：1、打出动画：秋千的摆动，钟摆的摆动 2、问：秋千和钟摆的摆动有哪些共同点？ 生：答 师：秋千和钟摆最终为什么一定会停下来呢？ 生：有空气阻力存在 师：我们能不能由秋千和单摆摆动的共性及忽略空气阻力，抽象出一个简单的物理模型呢？ 生：学生相互讨论的后让几个同学回答 三、呈现新知识 （一）单摆模型解说 师：1、由学生讨论后总结出单摆的构造：一根不可伸长的细线下 面悬挂一个密度大的小球就组成了单摆。 2、单摆的特征：摆线不可伸长，质量可忽略；小球要小，质 量要大。 （二）单摆振动的回复力分析 1、实验演示单摆的振动 2、回复力分析 师：（问）单摆做什么运动？ 生：答 师：（问）单摆在振动过程中受到哪些力作用？ 生：答 师：教师由学生的回答板书单摆受力分析图并打出单摆振 动的动画。 师：单摆振动的回复力是谁？ 学生讨论后让学生回答。（可能有重力和拉力的合力，拉 力水平方向的分力，重力沿切线方向的分力等） 师：单摆振动时在竖直平面内做变速圆周运动，重力和拉

初中物理单摆麦克斯韦滚摆实验[教学]

初中物理单摆麦克斯韦滚摆实验[教学] 初中物理单摆麦克斯韦滚摆实验 观察与思考 1.如下图所示，水平面上有一物体M，当小球分别从不同的高度以斜槽滚下时能观察到什么现象? 小球用什么材料制成?细线的长度与球半径的大小关系怎样? 2.小球被释放后的运动轨迹是怎样的? 3.被释放后的小球从A运动到C的过程中速度大小怎样变化?在什么位置速度最大?什么位置速度最小? 4.由于绳的牵制，小球运动的最低点位置是确定的，上升到的最高点位置是否能确定? 5.小球在往复运动过程中，动能怎样变化?势能怎样变化?两者是否存在什么联系? 实验原理 1.单摆运动过程中，高度越低，速度越大，与此对应的重力势能越小，动能越大。反之，高度越高，速度越小，相应的重力势能越大，动能越小。 2.麦克斯韦滚摆下降时，高度越低，重力势能越小，转动速度越大，转动动能越大;滚摆上升时，高度越高，重力势能越大，转动速度越小，转动动能越小。 3. 在单摆和滚摆的运动中，当高度降低时，物体的重力势能减小，动能增大，即重力势能转化为动能;反之，当高度增大时，物体的动能减小重力势能增大，动能转化为重力势能。

实验结论 滚摆在下降的过程中，重力势能转化成动能，滚摆在上升过程中，动能转化成势能。 实验考点 这个知识点在考查时，往往以选择题、填空题、实验探究题的形式进行考查。 经典考题 1、在滚摆下落过程中，下列说法中正确的是( ) A、它的重力势能越来越大 B、它的机械能越来越大 C、它的动能越来越大 D、它的动能可能不变 2、在滚摆下落过程中，下列说法中正确的是( )

A、它的重力势能越来越大 B、它的机械能越来越大 C、它的动能越来越大 D、它的动能可能不变 3、如图所示的滚摆在下落后，总是不能回到原来的高度，这是由于 ________________. 举一反三 1.小朋友在荡秋千时，机械能的形式是否发生变化?什么位置重力势能最大?什么位置 动能最大? 2.火箭离开发射架升空时，随着离开地面的高度的增大，火箭的重力势能不断增大，它的 动能怎样变化?动以是否由重力势能转化而来? 观察与思考答案 1. 铁。线长远远大于球半每径。 2(圆弧。 3(小球由静止开始运动，速度逐渐增大，经过B处(最低处)速度最大;到达C 处(另一侧的最高处)速度最小为零。 4(若不考虑空气阻力的作用最高点(位置)与初始位置相同,麦克斯韦滚摆也一样。 5(动能由小变大再变小，势能由大变小再变大。势能减小的同时，动能增大;动能减小的同时，势能增大。

【公开课教案】：1 浩瀚的宇宙【公开课教案】

浩瀚的宇宙 教学目标： 1.大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索将不断深入. 2.通过人类对宇宙探索历程的展示，培养学生对科学的追求、激发学生探索宇宙的兴趣，认识宇宙的科学态度、探索宇宙的科学精神. 3.大致了解我国的航空航天技术进展，体会我国载人航天成就在体现我国的综合实力及提升国际地位中的重要作用和影响. 重点难点： 1.人类对宇宙结构的认识历程 2.结合“神舟”飞船的成功发射，弘扬爱国主义精神，增强民族的自豪感. 教学过程： 以学定教 一、人类对宇宙的认识历程 教师：从古代人类向往宇宙，到实现飞天梦，人类一直在探索着宇宙.请大家说说我国实现飞天梦的大致历程(学生通过课前预习来回答) 从探索宇宙的工具为线索： 1.古人观天：用肉眼观测.对于地球上的万物，我们的古人认为是由“盘古开天”形成的，天圆地方. 2. 近代人观天：用望远镜观测. 3. 现代人观天：用射电望远镜（观测的范围可达3.0×1010L.Y.）和太空望远镜(哈勃)等来观测. 结论:人类对宇宙的认识历程是一个由近及远的过程. 二、两种学说 教师：人类认识宇宙是怎样的过程？在这个过程中，哪些科学家的发现、学说是你了解的？ [学生以自己原有的知识，进行课堂全班性的交流] 人类对于宇宙的认识，开始于地球在宇宙的位置. 古时候，人们从直观的感觉出发，认为地球是静止不动的，日月星辰东升西落，是由于它们在围绕地球旋转.早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德（Aristotle）就已提出了

"地心说"，即认为地球位于宇宙的中心，恒星、行星、太阳和月亮都在各自的轨道上围绕地球旋转.这是历史上最早的地心说.公元140年，古希腊天文学家托勒玫发表了他的13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说.根据这一学说，地球为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他天体都绕着地球转动.这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义，因而流传时间长达1300余年. 16世纪初，杰出的波兰天文学家哥白尼（Nicolaus Copernicus）经过长期的观测、研究，发现托勒玫的地心说有根本性的错误.1543年，在他的不朽名著《天体运行论》中系统地提出了日心说.在他阐释的日心体系中，太阳居于宇宙的中心，地球和其他行星沿着圆形轨道绕太阳运行.他对星空，尤其是对行星的运动状况做了将近40年的观测计算，提出了一种全新的宇宙理论---日心说. 意大利学者布鲁诺（Giordano Bruno）进一步认为，太阳只是无数恒星中的一颗，仅是太阳系的中心，而不是宇宙的中心，这一认识使哥白尼日心说得到了进一步发展.由于日心说危及到当时罗马教会的思想统治，反动教会对布鲁诺恨之入骨，用种种恐怖手段逼迫布鲁诺放弃日心说，布鲁诺宁死不屈，最后被活活烧死. 以后的许多科学家利用更先进的观测仪器，经过了长期的观察、总结、计算，从而最终证实了哥白尼的日心学说.地球的地位从居宇宙之中的特殊天体降为绕太阳运动的一颗普通行星. “地心说”已经在16世纪时被否定了，“日心说”也随着人们对宇宙越来越多的了解，渐渐露出它的不完整性. （通过对两种学说的讲解让学生感受到探索历程的艰难曲折） 三、恒星也在运动 1718年，英国天文学家哈雷通过观测和分析，首次指出恒星不动的概念是错误的.1783年，另一位科学家赫歇尔通过对所观测到的大量恒星运动的统计分析，发现太阳以大约每秒20千米的速度朝着织女星方向运动.太阳空间运动的发现彻底动摇了哥白尼的日心体系中太阳固定不动的观念. 1917年，美国天文学家沙普利通过对银河系内天体分布的分析，确认太阳并不位于银河系的中心，而是处于相对说来比较靠近银河系边缘的地方.太阳只是银河系中一颗毫无特殊地位可言的普通恒星，地球更谈不到了. 恒星不是绝对不动，它们的相对位置也在变化.

初中八年级(初二)物理 实验二(a) 重力加速度的测定(用单摆法)

实验二 单 摆 一、实验目的 1、练习使用停表和米尺，测准摆的周期和摆长。 2、求出当地重力加速度值g 。 3、扩大单摆的系统误差对测重力加速度的影响。 二、实验仪器 单摆（附米尺），电子秒表，游标卡尺。 三、实验原理 一根不可伸长的细线，上端悬挂一个小球。当细线 质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的 长度小很多时，此种装置称为单摆，如图1所示。如果 把小球稍微拉开一定距离，小球在重力作用下可在铅直 平面内做往复运动，一个完整的往复运动所用的时间称 为一个周期。当摆动的角度小于5度时，设小球的质量 为m ，其质心到摆的支点O 的距离为L (摆长)。作用在 小球上的切向力的大小为θsin mg ，它总指向平衡点O '。当θ角很小，则θθ≈sin ，切向力的大小为θmg ， 按牛顿第二定律，质点的运动方程为 θmg ma -=切 θθmg dt d ml -=22 θθl g dt d -=2 2 (1) 这是一简谐运动方程(参阅普通物理学中的简谐振动)，可知该简谐振动角频率ω的平方等于l g /，由此得出 l g T ==πω2，可以证明单摆的周期T 满足下面公式 g L T π2= （2）

2 24T L g π= （3） 式中L 为单摆长度。单摆长度是指上端悬挂点到球心之间的距离；g 为重力加速度。如果测量得出周期T 、单摆长度L ，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g 。 上式的不确定度传递公式为 ()u g g =从上式可以看出，在()u l 、()u t 大体一定的情况下，增大l 和t 对测量g 有利。 当摆动角度θ较大（θ>5°）时，单摆的振动周期T 和摆动的角度θ之间存在下列关系 ??? ?????+??? ????? ??+??? ??+= 2sin 43212sin 211242222θθπg L T 四、实验内容 1． 研究周期与单摆长度的关系，并测定g 值。 （1）用游标卡尺测量摆动小球直径d ；测三次，取平均值。 （2）用光电计时装置测时间。 （3）取细线约一米，使用镜尺来测量单摆长度L 。 （4）取不同的单摆长度（每次改变10cm ），拉开单摆的小球，让其在摆动角度小于5°的情况下自由摆动，用计时装置测出摆动50个周期所用的时间t 。在测量时要注意选择摆动小球通过平衡位置时开始计时。 2． 对同一单摆长度L ，在θ<5°的情况下采用多次测量的方法测出摆动小球摆动 50个周期所用的时间，可以计算出g 。 3． 研究摆动角度θ和周期T 之间的关系，略去4 sin 4θ及其后各项，则 ?? ????+=2sin 41122θπg L T （5） 五、数据处理 1．研究周期T 与单摆长度的关系，用作图的方法求g 值 2. 对同一单摆长度多次进行测量周期，用计算法求重力加速度，完整表示测量结果。 3．研究周期与摆动角度的关系 六、思考题 1．摆动小球从平衡位置移开的距离为单摆长度的几分之一时，摆动角度为5 ？ 2．用长约1米的单摆测重力加速度，要求结果的相对误差不大于0.4% 时，测量单摆长度和周期的绝对误差不应超过多大？若要用精度为0.1秒的秒表测周期，应连续

单摆测量重力加速度教案

用单摆测重力加速度 一、教学任务分析 高一学生已经学习了自由落体运动，了解了重力加速度的概念；本章前几节又学习了简谐运动，研究了单摆的振动周期，知道周期公式以及成立的条件。知识背景充足。我认为这一节课一是让学生加深对单摆简谐运动的理解和认识，二是培养学生实验技能，加强学生的科学素养，这才是这一节课最重要的目的。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）、使学生学会用单摆测定当地的重力加速度； （2）、使学生学会处理数据的方法； （3）、让学生能正确熟练地使用秒表。 2、过程与方法 学生发散思维、探究重力加速度的测量方法──明确本实验的测量原理──组织实验器材、探究实验步骤──进行实验──分析数据，得出实验结论。这一条探究之路。 3、情感态度与价值观 （1）、通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。 （2）、通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。 三、教学重点与难点 重点： 1.了解单摆的构成。 2. 单摆的周期公式。 3. 处理数据的方法。 难点： 1. 计时的准确性。 2. 计数的准确性。 四、教学资源： 长约一米的细丝线、通过球心开有小孔的金属球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、秒表。多媒体。 五、教学设计思路 本设计的基本思路是： 第一，通过计时时刻的确定（以最低点速度最快时为计时起点）、推导用单摆测重力 加速度的公式（g= 2 2 4L T π? ? ）、摆球的要求（重且小）、摆长的确定（从球重心到悬点的长 度）及单摆做简谐运动的条件（在一个平面内运动且摆角小于50）。 第二，通过探讨测量加速度的方法，编写实验步骤时要指明器材、方法和公式；根据实验原理确定器材、通过测定摆球直径了解有效数字和精确度的匹配；通过测量30-50次全振动的时间确定周期以减小偶然误差；数据处理的两种方法平均法和图像法；试着分析实验误差。 第三，用分组探究、分析讨论的方法使学生深刻体会、经历实验的过程，让学生明白做什么，为什么这样做，这样做的误差在哪里，做一个实验的设计者和操作者，而不是旁观者和执行者。切实提高学生的实验技能，培养他们对物理实验的热情和素养。最后让学生利用课堂学到的实验技能写出用打点计时器测重力加速度的实验报告，加以巩固和提高。

单摆教学设计(最新的)

§11．4 单摆 一、课程标准： 1、知识和技能： ①掌握单摆这一理想化模型 ②知道单摆小角度摆动是简谐运动初步掌握近似处理方法 ③熟记单摆周期公式掌握单摆的构造，会用控制变量法设计探索性实验，并对数据进行分析 2、过程和方法： 通过假设猜想、实验观察，记录结果并在相互交流的基础上分析得出正确结论，让学生通过猜想和探究单摆的周期公式，掌握基本的科学探究方法并体会科学家研究物理问题的基本过程。 2、态度情感、价值观： 渗透物理方法的教育，通过实验现象及结论分析单摆周期的相关因素。并举例说明单摆在生产和生活中的应用。 二、重点： 对影响单摆周期的因素进行猜测和设计实验方案加以验证，进而得出正确的结论，掌握单摆的周期公式． 二、难点： 论证单摆在小角度摆动情况下的振动是简谐运动． 四、学情分析： 《单摆》这部分知识是简谐运动的具体应用．所以在教学设计的过程中，突出学生应用所学知识来解决物理问题的能力．把基本的简谐运动理论运用于本节课的教学之中，让学生通过阅读教材，参照教材上的提示去解决学习过程中遇到的问题，是本教学设计的一个特点．根据教育部新制定的《普通高中物理程程标准》，在物理课堂教学中要创设情境，应用科学探究的方法去学习物理知识．由于原有教材的编排可能会对学生的猜测、实验方案的确定有着一定的束缚，所以对教材重新进行了编排，删掉了一些明确的结论，代之以启发、点拨、提示性的内容．本着“发现问题、提出猜想、设计方案、实验验证、分析结论”的原则，本节课在影响单摆周期的各种因素的探索中，充分发挥学生的主观能动性，激发学习兴趣，调动学生的积极性，使他们参与到实验探索中去．在探索的过程中，培养学生的思维能力、实验能力、分析能力、交流与协作能力以及实事求是的科学态度．物理学是一门实验科学，事实胜于雄辩．学生自己动手做实验、观察老师的演示实验得出的结论，更容易让学生信服和接受．因此本节课选取了学生常见、易于操作的实验器材，让学生自己动手做实验．抛弃了制作模拟实验，用课件来研究问题的做法．这样得出的结论更容易被学生理解和接受，能够收到更好的教学效果． 五、教法：引导分析及归纳法 六、学法：自主探究法、研究性学习 七、教学器材准备：铁架台多组，米尺、螺旋测微器、天平、量角器、注射器、带孔小球（每组多个），条形磁铁多个，停表若干，重新编排过的教材，教学课件． 导语：下面我们先看大屏幕：过山车的摆动、钟摆摆动。问：这些运动有什么共同特点？他们是什么性质的运动？ 八、教学过程： 展示课题 师：在线的一端拴一个小球，将线另一端固定于悬点，这样就构成一个振动系统——摆。这个摆有两部分构成：摆线和摆球。相比较而言，摆线质量远小于摆球质量，摆球的直径远小于摆线长度，摆动过程中，摆线长度的变化量远小于摆线长度。 师：如果我们将摆的构造推向极致，①、和摆球质量相比摆线质量为零。②、和摆线长度相