2024-2025學(xué)年高中物理第一章機械振動2單擺教案1教科版選修3-4

PAGE5-單擺一、教材分析1.學(xué)問地位：＂單擺＂是人教版中學(xué)物理第一冊第九章機械振動第四節(jié)內(nèi)容，在此之前，教材支配了簡諧運動、振幅、周期、頻率、簡諧運動的圖象三節(jié)內(nèi)容，然后介紹單擺的運動類型、圖象特點，使教學(xué)難度自然"上坡"，隨后介紹簡諧運動的能量、共振，加強了對單擺內(nèi)容理解，深化，突出了單擺這一種簡諧運動。2．學(xué)問特點：本節(jié)內(nèi)容與老教材，（人教版第一冊必修內(nèi)容）相比，有較大改變。a)引課：從原來直截了當(dāng)定義改為秋千插圖引入定義，更加親和、自然，形式上更為活潑。b)難度：從回避"重力沿切線的分力是回復(fù)力"這一難點到面對之，知難而上，拓展學(xué)問面，強調(diào)物理思維方法和熏陶，重視學(xué)問的綜合運用。c)試驗：由穿插在課文中改為單獨框出更為醒目，加強試驗，更突出探究性試驗的教學(xué)。d)擺角：由原來規(guī)定改為注明，學(xué)生心理易于接受。e)圖象：由單獨一章節(jié)改為在其次節(jié)基礎(chǔ)上由試驗得出，學(xué)問鏈接加強。所以新教材學(xué)問內(nèi)容布局更為合理，具有彈性，顧及對象更廣，更便于多層次教學(xué)。目標之一目標之二目標之一目標之二起點實力：受力分析物理建模實力簡諧運動及特征單擺及其特征回復(fù)力來源分析單擺振動特征、條件、圖象分析確定單擺周期的相關(guān)因素試驗得出周期公式能運用周期公式解決一些實際問題目標之三目標之四目標之五三、教學(xué)目標〔學(xué)問目標〕：1、駕馭單擺的構(gòu)造2、駕馭單擺的回復(fù)力是重力沿切線方向的分力3、駕馭單擺在偏角很小時可以近似地做簡諧運動4、駕馭單擺振動的特點及周期公式〔實力目標〕：1、初步駕馭近似處理方法2、初步駕馭因素分析法，能對問題進行定性分析3、會用限制變量法設(shè)計探究性試驗，并對數(shù)據(jù)進行分析〔德育目標〕：初步駕馭抓住主要因素，忽視次要因素辨證唯物主義思想。四、重點難點〔重點〕：1、單擺振動的回復(fù)力2、單擺的偏解很小時滿意簡諧運動的條件3、通過定性分析、試驗、數(shù)據(jù)分析得出單擺周期公式〔難點〕：單擺振動的回復(fù)力五、教具打算：擺長、擺球大小和質(zhì)量不一樣的單擺及強磁鐵若干，每四名學(xué)生分為一組，砂擺一只，CIA課件一個等等。六、教學(xué)過程：（一）復(fù)習(xí)回顧、整體模型{幻燈片演示1}：請回憶：什么是簡諧運動？簡諧運動的圖像是什么形態(tài)？假如回憶不起來，請翻閱課本有關(guān)內(nèi)容，或相互交換看法。設(shè)計意圖：回顧有關(guān)學(xué)問，為學(xué)生自主探究本節(jié)內(nèi)容在學(xué)問上做鋪墊，思路上給提示。以什么形式回憶不重要，重要的是把要用的學(xué)問回憶出來。觀看視頻：請同學(xué)們觀看蕩秋千、擺鐘的運動。{幻燈片演示2}：抽象模型：我們可以把以上的兩個實際運動簡化為以下那一個模型？請同學(xué)們對比（1）、（2）、（3）、（4）與（5）的區(qū)分，在獨立思索的基礎(chǔ)上，可以相互爭論：總結(jié)單擺的特點？然后自由發(fā)言，后面發(fā)言的同學(xué)不要重復(fù)回答，作補充或訂正即可。設(shè)計意圖：以生活中常見的現(xiàn)象為教材的引入點，進一步豐富學(xué)生的感性材料。強調(diào)處理實際問題時，應(yīng)先將實際物體抽象為模型再探討的思路。在對比中發(fā)覺區(qū)分，突出單擺的特點，誘發(fā)學(xué)生歸納總結(jié)現(xiàn)象背后隱含的本質(zhì)。（二）自主探究、揭示規(guī)律{幻燈片演示3}：1、請同學(xué)們將你眼前的單擺拉開肯定角度后釋放，視察小球的運動。推斷擺球的運動是什么運動？請爭論后自由發(fā)言。（單次為豎直平面內(nèi)的圓周運動的一部分，多次為機械振動）2、試畫圖分析擺球在運動過程中，在隨意一位置的受力狀況。請?zhí)接懻f明：擺球做圓周運動的向心力由誰來供應(yīng)？擺球做機械振動的回復(fù)力由誰來供應(yīng)？然后選出代表展示探討結(jié)果。3、試寫出回復(fù)力與擺角間的關(guān)系？請自由發(fā)言。設(shè)計意圖：單擺的復(fù)原力為什么不是合力？而是重力沿切線方向的分力，證明單擺是簡諧運動，是本節(jié)難點所在，由于老師奇妙設(shè)疑使學(xué)生的探討按部就班而化解，在講授中既留意物理思維的培育，又貫穿科學(xué)方法的應(yīng)用（兩次科學(xué)近似）學(xué)生在推斷處理類單擺運動的有關(guān)習(xí)題時能潛移默化。{幻燈片演示4}：單擺在小角度下的運動是簡諧運動，請同學(xué)們思索單擺的振動曲線是什么形態(tài)呢？老師演示試驗：老師用砂擺做演示試驗，得到正或余弦曲線。從圖像上證明單擺在小角度下做簡諧運動。設(shè)計意圖：讓學(xué)生清晰圖像既然是描述運動的一種方法，在證明運動時當(dāng)然可以用圖像證明。{幻燈片演示5}：猜想單擺的周期與那些物理量有關(guān)？依據(jù)現(xiàn)有儀器，自行設(shè)計可對比視察的試驗驗證你的想法？請分組探討，然后試驗驗證。限制變量試驗過程：（1）探究單擺周期與擺球質(zhì)量的關(guān)系[試驗過程1]將擺長相同，質(zhì)量不同的鋼球和塑料球拉到同一高度釋放。學(xué)生視察現(xiàn)象：兩擺球搖擺是同步的引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)。（2）探究單擺周期與振幅的關(guān)系[試驗過程2]擺角較小的狀況下，把兩個相同的擺球從不同高度釋放。學(xué)生視察現(xiàn)象：擺球同步振動引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：單擺振動的周期和振幅無關(guān)。（3）探究單擺周期與擺長的關(guān)系[試驗過程3]取擺長不同，兩個相同的擺球從某一高度同時釋放。學(xué)生視察現(xiàn)象：兩擺振動不同步引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：單擺振動的周期和擺長有關(guān)。（4）探究單擺周期與重力加速度的關(guān)系[試驗過程4]將強磁鐵放置到擺長、質(zhì)量相同的鋼球和塑料球的下方，然后把兩單擺拉到同一高度釋放。學(xué)生視察現(xiàn)象：兩擺振動不同步引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：單擺振動的周期和重力加速度有關(guān)。{幻燈片演示6}：除了這種驗證單擺振動的周期和重力加速度方法外，還有什么方法？探討后談?wù)勛约旱南敕?？（利用不同地域重力加速度不同，不同星球重力加速度不同等等。學(xué)生會說許多）{幻燈片演示7}：通過前面3個演示試驗，我們可以得到什么結(jié)論？試驗結(jié)論：單擺的周期與擺長l和重力加速度有關(guān)，與擺球的質(zhì)量和振幅無關(guān)。設(shè)計意圖：這部分是本節(jié)教學(xué)的重點，通過學(xué)生從猜想到動手試驗再到得出結(jié)論，使學(xué)生對單擺周期的相識由感性上升到理性。將其設(shè)計為開放性教學(xué)，學(xué)生分組試驗的方式，目的是讓學(xué)生親身體驗物理學(xué)的試驗、探究、探討過程。{幻燈片演示8}：荷蘭物理學(xué)家惠更斯（16291695）通過試驗進一步找到：單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、擺球的質(zhì)量無關(guān)．設(shè)計意圖：讓學(xué)生明白，從定性到定量，試驗要求更精確，更困難，尤其對數(shù)據(jù)的處理上要求更高。今日看似簡潔的發(fā)覺，在當(dāng)時，科學(xué)家為此卻作出了巨大的付出。激勵學(xué)生要有為科學(xué)獻身的精神。（三）遷移深化、學(xué)以致用{幻燈片演示9}：課題：假如讓你測量本地的重力加速度，你能辦到嗎？課后學(xué)同學(xué)們溝通一下看法，查閱相關(guān)資料或上網(wǎng)查詢，看看誰的方法多。寫出你的想法來。設(shè)計意圖：這是一個開放性的課題，以現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)過的學(xué)問，可以想出好多方法來實現(xiàn)，作為課后課題讓學(xué)生去探討，對開發(fā)學(xué)生科學(xué)探討思維、培育科學(xué)愛好有很好的作用。七、教學(xué)設(shè)計說明1、本節(jié)課不能過會留意學(xué)問的傳授