機(jī)械振動(dòng)——單擺

1、機(jī)械振動(dòng)單擺執(zhí)教人 周春英教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1、知道什么是單擺，區(qū)分單擺與生活中的普通擺動(dòng)。2、知道單擺在擺角很小的情況下是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，了解其證明過程。3、知道單擺周期的決定因素，周期的計(jì)算公式，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用。4、理解單擺的等時(shí)性。5、知道可以用單擺測(cè)定重力加速度。二、能力目標(biāo)1、通過對(duì)單擺振動(dòng)的觀察，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察能力。2、通過對(duì)單擺回復(fù)力的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。3、通過對(duì)單擺周期的研究，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)的能力。三、德育目標(biāo)1、通過觀察擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)， 分析、歸納運(yùn)動(dòng)規(guī)律的教學(xué)， 使學(xué)生明白 “透過現(xiàn)象看本 質(zhì)”的哲學(xué)道理。2、通過擺角影響擺動(dòng)的教學(xué)，使學(xué)生理解“量變引起質(zhì)變

2、”的哲學(xué)道理。 教學(xué)重點(diǎn)： 1、單擺回復(fù)力的分析2、單擺周期的分析教學(xué)難點(diǎn)： 1、單擺振動(dòng)時(shí)回復(fù)力的分析及數(shù)學(xué)推理。2、單擺是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的理解及證明。教學(xué)方法： 1、實(shí)驗(yàn)演示 2、分析、歸納法總結(jié)運(yùn)動(dòng)規(guī)律3、數(shù)學(xué)方法推理、證明單擺的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧 運(yùn)動(dòng)教學(xué)用具： 單擺、砂擺、秒表、刻度尺課時(shí)安排： 1 課時(shí)教學(xué)過程一、新課導(dǎo)入1、復(fù)習(xí)提問（ 1 ） 什么是振動(dòng)圖象？（ 2） 從圖象上可獲取哪些信息？2、對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行評(píng)價(jià)，給予表揚(yáng)或鼓勵(lì)，教師并做總結(jié)。3、 引入新課 前面我們學(xué)習(xí)了機(jī)械振動(dòng)中最簡(jiǎn)單、最基本的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì) 其代表性運(yùn)動(dòng)； 彈簧振子作了了解。這一節(jié)我們來學(xué)習(xí)另一種簡(jiǎn)單的機(jī)械振動(dòng)

3、單擺。二、新課教學(xué)（一） 單擺 基礎(chǔ)知識(shí)：請(qǐng)學(xué)生閱讀課文第一自然段，同時(shí)思考下列問題：1、 什么是單擺？2、 單擺的理想化體現(xiàn)在哪些方面？3、 單擺與實(shí)際的擺有何區(qū)別？結(jié)論:1、 用不計(jì)質(zhì)量、不可伸長(zhǎng)的長(zhǎng)繩拴一小球，使其在豎直平面擺動(dòng)，這樣的裝 置就是一個(gè)單擺。2、單擺的理想化主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：a、擺線的質(zhì)量忽略不計(jì)，只有小球具有質(zhì)量。b、擺線的長(zhǎng)度比小球半徑大得多，即小球大小可忽略。3、單擺與實(shí)際擺的根本區(qū)別在于：?jiǎn)螖[是理想化的模型，可以看作是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。實(shí)際擺必須考慮線的質(zhì)量、伸縮性、球的大小。生活中兒童玩的秋千在短時(shí)間的振動(dòng)可近似地看成是單擺。（二）單擺的回復(fù)力實(shí)驗(yàn)演示單擺的擺動(dòng)，學(xué)生

4、觀察實(shí)驗(yàn)、思考問題、總結(jié)結(jié)論。1、單擺擺動(dòng)后，擺球始終在平衡位置的兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2、擺動(dòng)過程中受重力、懸繩拉力。3、受力分析a、擺球在最高點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度為零。二沿繩方向的合力為零。T=mg仁mgcos 0垂直于繩方向的力使擺球返回到平衡位置，提供回復(fù)力。F 回=mg2=mgsin 0b、擺球在運(yùn)動(dòng)過程中有一定速度，且運(yùn)動(dòng)軌跡為圓弧，圓周運(yùn)動(dòng)。（1）沿繩方向的合力用來提供向心力，用來改變擺球速度的方向。F 向=T-mg仁T- mgcos 0（2）垂直于繩子方向的合力用來提供回復(fù)力，改變速度大小使小球返回0點(diǎn)。F 回=mg2=mgsin 0當(dāng)0婁小時(shí)，由幾何關(guān)系可知: OA=OA （弧長(zhǎng)近似等于弦

5、長(zhǎng)） sin 0 =0（正弦值近似等于弧度值）mgOAOAx F 回=mgsin 0 =mg0 =mg=mg=mg=-xLLLL由于擺球m,擺線L恒定，mg ”曰是L常量，右用單擺的運(yùn)動(dòng)也是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。k表示，F(xiàn)回=-kx讓學(xué)生敘述單擺的一個(gè)全振動(dòng)以及F回、a、v、x的變化（課本 P32的練習(xí)四，第一題）（三）單擺的周期演示實(shí)驗(yàn)(1)(2)(3)結(jié)論：取兩相同單擺，擺角（振幅）不同，比較周期。 取兩單擺，等大，不等質(zhì)量。取兩單擺，擺長(zhǎng)不同。單擺的周期與擺角大?。ㄕ穹?，擺球質(zhì)量無關(guān)，隨擺長(zhǎng)的增大而增大。3g。讓學(xué)生觀察，在擺球下放一磁鐵，產(chǎn)生一引力，相當(dāng)于增大 結(jié)論：周期隨g的增大而減小。荷蘭物

6、理學(xué)家惠更斯經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出單擺的周期公式：利用此式可求當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，也可求L.24 二g=2T練習(xí)四（2）（ 3）（四）單擺的圖象提問：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正、余弦曲線。單擺的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)它的圖象也應(yīng)是正、余弦曲線演示實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)螖[的振動(dòng)圖象。練習(xí)四（6）三、小結(jié)：通過本節(jié)學(xué)習(xí)我們知道了：1、單擺為什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。2、單擺的周期與哪些因素有關(guān)。四、作業(yè)：P32練習(xí)四（4） （ 5）五、板書設(shè)計(jì)2L=gT24 二單擺簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)-組成擺線：結(jié)實(shí)的不可伸長(zhǎng)的線，線長(zhǎng)比球直 徑大得多擺球：密度大的實(shí)心球理論證明:XF=mgsin 9 =mg0 = mgL實(shí)驗(yàn)證明：砂擺（與振幅無關(guān)一一等時(shí)性）周期：t=2 n教學(xué)后記及反思：本節(jié)課教學(xué)以教師為主導(dǎo)，學(xué)生