（浙江新高考專用版）2024-2025學年高中物理 第十一章 機械振動 4 單擺教學實錄 新人教版選修3-4

（浙江新高考專用版）2024-2025學年高中物理第十一章機械振動4單擺教學實錄新人教版選修3-4課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：《機械振動》

2.教學年級和班級：高中一年級，1班

3.授課時間：2024年10月20日星期五第2節(jié)課

4.教學時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學思維，通過單擺運動的學習，使學生理解周期性現(xiàn)象，發(fā)展邏輯推理和模型建立的能力。

2.強化學生的科學探究素養(yǎng)，通過實驗操作和數(shù)據(jù)分析，讓學生體驗科學探究的過程，提高實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析能力。

3.提升學生的科學態(tài)度與責任，使學生認識到物理學在技術(shù)和社會發(fā)展中的應(yīng)用，激發(fā)學生對科學的興趣和責任感。三、教學難點與重點1.教學重點

-理解單擺周期公式T=2π√(L/g)的推導(dǎo)過程，包括擺長L、重力加速度g對周期的影響。

-掌握單擺運動的規(guī)律，能夠運用周期公式計算單擺在不同條件下的運動周期。

-理解單擺運動中的簡諧運動特性，包括回復(fù)力和位移的關(guān)系。

2.教學難點

-單擺周期公式中參數(shù)L和g的物理意義及在實際問題中的應(yīng)用，學生可能難以理解L的測量和g的取值。

-單擺運動中，非簡諧運動的識別和簡化處理，學生可能難以從復(fù)雜運動中抽象出簡諧運動的特征。

-單擺振動實驗中，擺角較小的情況下，周期公式才成立，學生需要理解擺角增大的影響和實驗誤差的來源。四、教學方法與策略1.采用講授法結(jié)合實驗演示，首先講解單擺的基本原理和周期公式，然后通過實驗展示單擺運動。

2.設(shè)計小組討論活動，讓學生在實驗基礎(chǔ)上分析單擺周期與擺長、擺角的關(guān)系，培養(yǎng)合作學習和批判性思維。

3.利用多媒體教學工具展示單擺運動的動畫，幫助學生直觀理解周期公式和簡諧運動的特點。

4.安排學生進行實際測量和計算，通過實驗報告撰寫強化學生的科學探究能力和數(shù)據(jù)處理能力。五、教學過程（一）導(dǎo)入新課

1.老師說：同學們，今天我們要學習的是高中物理選修3-4中的第十一章“機械振動”中的“單擺”。在日常生活中，你們有沒有觀察到類似單擺的運動現(xiàn)象呢？

2.學生分享：比如鐘擺、秋千等。

3.老師總結(jié)：這些都是單擺的實例，它們在振動過程中具有一定的周期性。今天，我們就來探究單擺的運動規(guī)律，揭開周期性現(xiàn)象的神秘面紗。

（二）新課講授

1.老師講解單擺的定義：單擺是由一個不可伸長的輕質(zhì)細線懸掛一個質(zhì)量為m的小球組成的，其運動軌跡近似為圓弧。

2.老師介紹單擺的周期公式：T=2π√(L/g)，其中T為周期，L為擺長，g為重力加速度。

3.老師引導(dǎo)學生分析周期公式，理解擺長L和重力加速度g對周期的影響。

4.老師講解單擺運動中的簡諧運動特性，包括回復(fù)力和位移的關(guān)系。

5.老師舉例說明單擺周期公式在實際問題中的應(yīng)用，如計算鐘擺的周期、設(shè)計秋千等。

6.老師通過多媒體展示單擺運動的動畫，幫助學生直觀理解周期公式和簡諧運動的特點。

（三）課堂練習

1.老師布置練習題：計算一個擺長為1m的單擺，在地球表面（g=9.8m/s2）上的周期是多少？

2.學生獨立完成練習題，并舉手展示答案。

3.老師點評學生的答案，講解正確解題思路。

（四）小組討論

1.老師提出討論問題：在實驗中，如何測量單擺的周期？如何減小實驗誤差？

2.學生分組討論，每組推選一名代表分享討論結(jié)果。

3.老師總結(jié)討論內(nèi)容，強調(diào)實驗注意事項。

（五）實驗演示

1.老師進行單擺實驗演示，展示單擺的振動過程。

2.學生觀察實驗現(xiàn)象，思考實驗原理。

3.老師講解實驗過程中需要注意的細節(jié)，如擺角的控制、測量時間的準確性等。

（六）課堂小結(jié)

1.老師總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容：單擺的定義、周期公式、簡諧運動特性及實際應(yīng)用。

2.老師強調(diào)本節(jié)課的重點和難點，提醒學生在課后復(fù)習和鞏固。

3.老師布置課后作業(yè)：完成課本中的相關(guān)練習題，思考單擺周期公式在實際問題中的應(yīng)用。

（七）課后反思

1.老師回顧本節(jié)課的教學過程，分析教學效果。

2.老師反思教學方法，思考如何改進教學策略，提高教學質(zhì)量。

3.老師鼓勵學生在課后積極提問，共同探討物理問題。六、教學資源拓展1.拓展資源：

-單擺的歷史與應(yīng)用：介紹單擺的發(fā)明者、歷史背景以及在科學實驗和生活中的應(yīng)用，如擺鐘、地震儀等。

-單擺的數(shù)學推導(dǎo)：提供單擺周期公式的詳細推導(dǎo)過程，包括擺動角度較小時的近似處理和物理公式的應(yīng)用。

-單擺的物理意義：探討單擺振動在物理學中的重要性，如對簡諧運動的理解、對振動系統(tǒng)的研究等。

-單擺實驗改進：介紹單擺實驗的改進方法，如使用數(shù)字計時器提高測量精度、采用激光測距技術(shù)等。

2.拓展建議：

-學生可以通過閱讀相關(guān)的科普書籍或?qū)W術(shù)論文，深入了解單擺的歷史和科學意義。

-鼓勵學生嘗試自己設(shè)計單擺實驗，通過實際操作來驗證周期公式，并探索實驗誤差的來源和減小方法。

-建議學生利用網(wǎng)絡(luò)資源查找有關(guān)單擺的動畫或視頻，通過視覺輔助理解單擺的運動過程。

-組織學生進行小組研究，探討單擺在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，如單擺式傳感器、單擺式計時器等。

-安排學生進行課后閱讀，了解單擺振動在物理學其他領(lǐng)域中的應(yīng)用，如量子力學中的單擺模型。

-鼓勵學生參與學?；蛏鐓^(qū)的科學展覽，展示他們關(guān)于單擺的研究成果，提高科學交流能力。

-建議學生通過在線論壇或社交媒體，與其他學生對單擺的學習進行交流和討論，拓寬視野。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①單擺的定義與特性

-定義：單擺是由不可伸長的輕質(zhì)細線懸掛一個質(zhì)量為m的小球組成的，其運動軌跡近似為圓弧。

-特性：單擺的運動是周期性的，具有簡諧運動的特性。

②單擺的周期公式

-公式：T=2π√(L/g)

-參數(shù)：T為周期，L為擺長，g為重力加速度。

-公式推導(dǎo)：通過物理實驗和數(shù)學推導(dǎo)得出。

③單擺的簡諧運動特性

-回復(fù)力：單擺的回復(fù)力與位移成正比，方向指向平衡位置。

-位移：單擺的位移是指擺球離開平衡位置的距離。

-角度：擺球偏離平衡位置的角度，通常用θ表示。

④單擺的實際應(yīng)用

-鐘擺：利用單擺的周期性制作鐘表。

-地震儀：利用單擺的穩(wěn)定性檢測地震波。

-單擺式傳感器：利用單擺的振動特性進行測量。

⑤單擺實驗

-實驗?zāi)康模候炞C單擺周期公式，探究擺長、擺角對周期的影響。

-實驗步驟：搭建實驗裝置，測量擺長、擺角，記錄擺球運動周期。

-實驗數(shù)據(jù)：分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

⑥單擺的誤差分析

-測量誤差：擺長、擺角、計時等測量過程中的誤差。

-系統(tǒng)誤差：實驗裝置、環(huán)境等因素引起的誤差。

-隨機誤差：不可預(yù)測的誤差，可通過多次實驗減小。八、教學反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我們學習了單擺的相關(guān)知識。在回顧整個教學過程時，我覺得有幾個方面值得我反思和總結(jié)。

首先，我在教學方法上做了一些嘗試。我采用了講授法結(jié)合實驗演示的方式，這樣既能讓學生理解理論知識，又能通過實驗直觀地感受單擺的運動。我發(fā)現(xiàn)，學生們對于單擺的定義和周期公式理解得比較好，但在實際應(yīng)用和實驗操作上還存在一些困難。這說明我在教學過程中需要更加注重理論與實踐的結(jié)合，讓學生在實際操作中加深對理論知識的理解。

在教學策略上，我設(shè)計了小組討論和課堂練習環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學生的合作能力和動手能力。通過小組討論，學生們能夠互相學習，共同解決問題。然而，我發(fā)現(xiàn)有些學生不太善于表達自己的觀點，導(dǎo)致討論效果不佳。今后，我會在小組討論環(huán)節(jié)中，更多地鼓勵學生積極參與，培養(yǎng)他們的表達能力。

在課堂管理方面，我注意到了一些問題。比如，在實驗操作環(huán)節(jié)，有些學生過于興奮，影響了其他同學的實驗。這讓我意識到，在今后的教學中，我需要更加注重課堂紀律，確保每個學生都能專心學習。

至于教學效果，我認為總體上是不錯的。學生們對于單擺的定義、周期公式和簡諧運動特性有了較為清晰的認識。在實驗操作方面，雖然存在一些問題，但大部分學生還是能夠完成實驗任務(wù)。在情感態(tài)度方面，學生們對物理學產(chǎn)生了濃厚的興趣，這對于他們今后的學習是非常有益的。

當然，也存在一些不足之處。首先，部分學生在理解周期公式時存在困難，這說明我在講解過程中可能沒有充分考慮到學生的接受能力。其次，實驗操作環(huán)節(jié)的紀律管理有待加強。針對這些問題，我提出以下改進措施：

1.在講解周期公式時，我會采用更直觀的例子，幫助學生理解公式的含義和應(yīng)用。

2.在實驗操作環(huán)節(jié)，我會加強對學生的紀律教育，確保實驗順利進行。

3.在課堂管理上，我會更加關(guān)注學生的個體差異，針對不同學生的學習情況，采取相應(yīng)的教學策略。

4.鼓勵學生多參與課堂討論，提高他們的表達能力和團隊合作精神。課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

今天我們學習了單擺的相關(guān)知識，主要內(nèi)容包括單擺的定義、周期公式以及簡諧運動特性。以下是本節(jié)課的要點總結(jié)：

1.單擺的定義：單擺是由不可伸長的輕質(zhì)細線懸掛一個質(zhì)量為m的小球組成的，其運動軌跡近似為圓弧。

2.單擺的周期公式：T=2π√(L/g)，其中T為周期，L為擺長，g為重力加速度。

3.單擺的簡諧運動特性：單擺的回復(fù)力與位移成正比，方向指向平衡位置；擺球偏離平衡位置的角度θ較小。

4.單擺的實際應(yīng)用：鐘擺、地震儀、單擺式傳感器等。

當堂檢測：

1.單選題

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