高中物理-单摆教案 (3)
高三物理《单摆》精品教学设计-优质教案(推荐)
消费者协会调查研究发现产品货真价实，那问题出在哪呢？思考与讨论对上述问题同学们有什么见解：1、你是怎么看的?2、上网查询相关问题的答案.3、从本节内容中找答案摆长、摆角、地理位置、重力、重力加速度等有关。
3、讲解从钟摆到单摆模型以及证明单摆是简谐运动。
环节二：实验探究方案的设计1、上网或从相关参考资料中查询本问题的实验探究方法.2、可以参考易网通微课，探究本问题的实验方案.3、确定方案：学生汇报设计的方案探究与结论实验探究、数据收集：那么我们如何探究单摆的振动周期与摆球的振幅、质量、摆长、重力加速度等的关系呢？确定实验方法: 控制变量法,每组选择任一课题进行研究。
课题分类：a：探究单摆的振动周期T与摆角θ的关系；b：探究单摆的振动周期T与摆球质量m的关系；一、实验装置及器材1 、实验参考器材:长约1 m的细线1条, 稍重的带有小孔的金属球1个，带铁夹的铁架台1个，毫米刻度尺1把，秒表1块，游标卡尺1个.2、实验装置如右图(参考)二、实验探究过程(参考)1、探究单摆的振动周期T与摆角θ的关系；取两摆长,质量均相同的两单摆,将两摆拉到不同高度同时释放。
现象：两摆球同步振动。
分析：两摆摆角不同即振幅不同，两摆球振动同步，说明单摆的周期和振幅A无关。
结论：单摆的振动周期和振幅A无关。
2、探究单摆的振动周期T与摆球质量m的关系；取两摆长相同，质量不同的摆球，在摆角很小的情况下将两摆拉到相同的高度同时释放。
现象：两摆振动同步。
分析：振动同步说明单摆振动周期和摆球质量无关。
结论：单摆的振动周期和摆球质量无关。
高中物理选修3-4教案：单摆
第四节单摆教学目标：（一）知识与技能1、知道什么是单摆。
2、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、通过单摆的教学，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。
4、培养学生的观察实验能力、思维能力。
（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，理解共性和个性的概念。
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。
教学重点：1、了解单摆的构成2、知道单摆的回复力的形成。
3、知道单摆的周期公式。
教学难点：1、单摆做简谐运动的条件——摆角小于或等于５°时的振动。
2、单摆振动的回复力是由什么力提供的。
3、单摆振动的周期与什么有关。
教学方法：分析归纳法、讲授法、推理法、实验验证法。
教学用具：投影仪、投影片、纸漏斗、细线、硬纸板、支架、沙子、单摆、秒表、米尺、条形磁铁、多媒体教学设备。
教学过程：（一）复习提问用投影片出示下列问题：（1）什么样的运动叫简谐运动?学生回答：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫简谐运动。
（2）简谐运动的位移——时间图象具有什么特点?学生回答：所有简谐运动的位移时间图象都是正弦或余弦曲线。
（3）什么是简谐运动的周期?学生回答：做简谐运动的物体完成一次全振动所用的时间，叫做振动的周期。
（二）引入新课（1）讲述故事（提前随即安排学生做好准备时间1分钟）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。
高中物理单摆教学设计
高中物理单摆教学设计一、教学任务及对象1、教学任务本节课的教学任务是围绕高中物理中的单摆运动进行深入的探究与学习。
单摆是经典物理学中的一个基本模型，通过对其运动规律的探讨，使学生理解并掌握简谐运动的基本概念、周期公式及其在实际问题中的应用。
同时，通过实验与理论相结合的方法，培养学生观察、分析、解决实际物理问题的能力。
2、教学对象本节课的教学对象为高中二年级的学生，他们已经具备了一定的物理基础知识，如力的作用、牛顿运动定律等，但单摆这一部分内容对学生来说还是相对较新，需要从基本概念入手，逐步引导学生理解并掌握单摆的运动规律。
此外，学生在这个阶段正处于好奇心强、求知欲旺盛的阶段，教师应充分利用这一点，激发学生的学习兴趣和积极性。
二、教学目标1、知识与技能（1）理解单摆的定义，掌握单摆的运动特点，如简谐运动、周期性等。
（2）掌握单摆的周期公式，并能运用公式解决实际问题，如计算摆长、重力加速度等。
（3）学会使用实验方法研究单摆运动，包括实验器材的安装、数据的收集与处理。
（4）能够运用所学的单摆知识解释生活中的相关现象，提高理论联系实际的能力。
2、过程与方法（1）通过观察、实验、分析等过程，培养学生发现问题、解决问题的能力。
（2）采用小组合作、讨论交流等形式，提高学生的团队协作能力和沟通能力。
（3）运用数学方法，如公式推导、计算等，解决物理问题，提高学生的逻辑思维能力和数学应用能力。
（4）结合现代教育技术，如计算机、传感器等，进行实验数据的采集与处理，培养学生的信息技术素养。
3、情感，态度与价值观（1）培养学生对物理学科的兴趣和热情，激发他们探索自然规律的欲望。
（2）通过单摆实验，使学生认识到科学研究的严谨性和客观性，培养他们尊重事实、敢于质疑的精神。
（3）教育学生珍惜团队合作的过程，学会倾听他人意见，尊重他人成果，形成良好的集体荣誉感。
（4）培养学生勇于面对困难，敢于挑战自我的精神，使他们具备克服挫折、不断进步的意志品质。
高中物理单摆摆幅教案
高中物理单摆摆幅教案目标：让学生通过实验掌握单摆的摆幅与周期的关系。
实验材料：1. 单摆（如小球挂在细绳上）2. 计时器3. 直尺4. 笔记本实验步骤：1. 挂起单摆，使摆球的位置稍微拉开，以确保摆球放开后可以摆动。
2. 计时器开始计时，并记录摆球从左侧摆至右侧再回到原点所需的时间T1。
3. 重复步骤2，记录多次时间T1，并求平均值T1_avg。
4. 测量单摆的摆长L（即细绳长度）。
5. 使用公式T = 2π√(L/g) 计算出预期的摆周期T_expected。
6. 比较实际测量出的平均周期T1_avg 和预期周期T_expected 的关系，观察是否存在差异。
数据分析：1. 比较实际测得的平均周期T1_avg 与预期周期T_expected 的关系，观察是否存在误差。
2. 讨论可能导致误差的因素，如空气阻力、摆球质量、摆长测量误差等。
3. 提出改进实验的方法，以减小误差并提高实验结果的准确性。
讨论与总结：1. 讨论单摆的摆幅与周期的关系，明确摆长、重力加速度对摆动的影响。
2. 总结实验中的观察结果，以及对误差及改进实验的认识。
3. 引导学生反思实验中的体验，培养科学精神和实验技能。
延伸拓展：1. 可以在实验中加入不同重量的摆球，探讨质量对摆幅与周期的影响。
2. 可以设计不同摆长的单摆进行实验，比较不同摆长对摆幅与周期的影响。
本实验旨在帮助学生深入理解单摆的基本原理，培养其实验设计和数据分析能力，以及科学思维和探究精神。
通过实验，学生将能够更加直观地掌握单摆的摆幅与周期的关系，提高对物理学的兴趣和理解。
人教版高中物理选修3-411.4单摆教学案
4单摆．理解单摆振动回复力的及做简谐运动．知道单摆周期的决定因素，掌握单摆单摆及单摆的回复力[先填空]1．单摆模型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．单摆是实际摆的理想化的物理模型．2．单摆的回复力(1)回复力的提供：摆球的重力沿切线方向的分力．(2)回复力的特点：在偏角很小时，单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总指向平衡位置．(3)运动规律：单摆在偏角很小时做简谐运动，其振动图象遵循正弦函数规律．[再判断]1．实际的摆的摆动都可以看作简谐运动．(×)2．单摆回复力的方向总是指向悬挂位置．(×)3．单摆的回复力是由摆球重力的分力提供的．(√)[后思考]摆球经过平衡位置时，合外力是否为零？摆球到达最大位移处，v＝0，加速度是否等于0?【提示】单摆摆动中平衡位置不是平衡状态，有向心力和向心加速度，回复力为零，合外力不为零．最大位移处速度等于零，但不是静止状态．一般单摆回复力不是摆球所受合外力，而是重力沿圆弧切线方向的分力，所以加速度不一定等于零．[核心点击] 1．运动特点(1)摆线以悬点为圆心做变速圆周运动，因此在运动过程中只要速度v ≠0，半径方向都受向心力．.(2)摆线同时以平衡位置为中心做往复运动，因此在运动过程中只要不在平衡位置，轨迹的切线方向都受回复力．2．摆球的受力 (1)任意位置如图11-4-1所示，G 2＝G cos θ，F －G 2的作用就是提供摆球绕O ′做变速圆周运动的向心力；G 1＝G sin θ的作用是提供摆球以O 为中心做往复运动的回复力．图11-4-1(2)平衡位置摆球经过平衡位置时，G 2＝G ，G 1＝0，此时F 应大于G ，F －G 提供向心力，因此，在平衡位置，回复力F 回＝0，与G 1＝0相符．(3)单摆的简谐运动在θ很小时(理论值为＜5°)，sin θ≈tan θ＝x l ，G 1＝G sin θ＝mglx ，G 1方向与摆球位移方向相反，所以有回复力 F 回＝G 1＝－mg l x ＝－kx (k ＝mgl)．因此，在摆角θ很小时，单摆做简谐运动．1．振动的单摆小球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力、合力及加速度的说法中正确的是( )A ．回复力为零B ．合力不为零，方向指向悬点C ．合力不为零，方向沿轨迹的切线D．回复力为零，合力也为零E．加速度不为零，方向指向悬点【解析】单摆的回复力不是它的合力，而是重力沿圆弧切线方向的分力；当摆球运动到平衡位置时，回复力为零，但合力不为零，因为小球还有向心力和向心加速度，方向指向悬点(即指向圆心)．【答案】ABE2．关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是()A．摆球受重力、摆线的张力作用B．摆球的回复力最大时，向心力为零C．摆球的回复力为零时，向心力最大D．摆球的回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大E．摆球的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向【解析】单摆在运动过程中，摆球受重力和摆线的拉力，故A对；重力垂直于摆线的分力提供回复力．当回复力最大时，摆球在最大位移处，速度为零，向心力为零，则拉力小于重力，在平衡位置处，回复力为零，速度最大，向心力最大，摆球的加速度方向沿摆线指向悬点，故D、E错，B、C对．【答案】ABC3．下列关于单摆的说法，正确的是()A．单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处的位移为A(A为振幅)，从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为零B．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合力C．单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力D．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零E．摆球在最高点时的回复力等于小球受的合力【解析】简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点，摆球在正向最大位移处时位移为A，在平衡位置时位移应为零，A正确．摆球的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，合力在摆线方向的分力提供向心力，B错误、C正确．摆球经过最低点(摆动的平衡位置)时回复力为零，但向心力不为零，所以合力不为零，加速度也不为零，D错误．在最高点时、向心力为零，合力等于回复力，E正确．【答案】ACE对于单摆的两点说明(1)所谓平衡位置，是指摆球静止时，摆线拉力与小球所受重力平衡的位置，并不是指摆动过程中的受力平衡位置．实际上，在摆动过程中，摆球受力不可能平衡．(2)回复力是由摆球受到的重力沿圆弧切线方向的分力F ＝mg sin θ提供的，不可误认为回复力是重力G 与摆线拉力T 的合力．单摆的周期[先填空]1．影响单摆周期的因素(1)单摆的周期与摆球质量、振幅无关．(2)单摆的周期与摆长有关，摆长越长，周期越大． 2．周期公式 (1)公式：T ＝2πl g. (2)单摆的等时性：单摆的周期与振幅无关的性质． [再判断]1．单摆的振幅越大周期越大．(×) 2．单摆的周期与摆球的质量无关．(√) 3．摆长应是从悬点到摆球球心的距离．(√) [后思考]1．由于单摆的回复力是由摆球的重力沿切线方向的分力提供的，那么是否摆球的质量越大，回复力越大，单摆摆动得越快，周期越小？【提示】 不是．摆球摆动的加速度除了与回复力有关外，还与摆球的质量有关，即a ∝Fm ，所以摆球质量增大后，加速度并不增大，其周期由T ＝2πlg决定，与摆球的质量无关．2．把单摆从赤道处移至两极处时，要保证单摆的周期不变，应如何调整摆长？ 【提示】 两极处重力加速度大于赤道处重力加速度，由T ＝2πlg知，应增大摆长，才能使周期不变．[核心点击] 1．摆长l 的确定实际的单摆摆球不可能是质点，所以摆长应是从悬点到摆球球心的长度，即l ＝l 0＋D2，l 0为摆线长，D 为摆球直径．2．重力加速度g 的变化(1)公式中的g 由单摆所在地空间位置决定由G MR 2＝g 知，g 随地球表面不同位置、不同高度而变化，在不同星球上也不相同，因此应求出单摆所在处的等效值g ′代入公式，即g 不一定等于9.8 m/s 2.(2)g 还由单摆系统的运动状态决定如单摆处在向上加速发射的航天飞机内，设加速度为a ，此时摆球处于超重状态，沿圆弧切线方向的回复力变大，摆球质量不变，则重力加速度的等效值g ′＝g ＋a .(3)g 还由单摆所处的物理环境决定如带电小球做成的单摆在竖直方向的匀强电场中，回复力应是重力和电场力的合力在圆弧切线方向的分力，所以也有g ′的问题．4.如图11-4-2所示是一个单摆(θ＜5°)，其周期为T ，则下列说法正确的是( )图11-4-2A ．把摆球的质量增加一倍，其周期不变B ．摆球的振幅变小时，周期也变小C ．此摆由O →B 运动的时间为T 4D ．摆球由B →O 时，动能向势能转化E ．摆球由O →C 时，动能向势能转化【解析】 单摆的周期与摆球的质量无关，A 正确；单摆的周期与振幅无关，B 错误；此摆由O →B 运动的时间为T4，C 正确；摆球B →O 时，势能转化为动能，O →C 时动能转化为势能，D 错误，E 正确．【答案】 ACE5．如图11-4-3所示，三根细线在O 点处打结，A 、B 端固定在同一水平面上相距为l 的两点上，使∠AOB ＝90°，∠BAO ＝30°，已知OC 线长是l ，下端C 点系着一个小球(可视为质点且做小角度摆动)．让小球在纸面内振动，周期T ＝________.让小球在垂直纸面内振动，周期T ＝________.图11-4-3【解析】让小球在纸面内振动，在偏角很小时，单摆做简谐运动，摆长为l，周期T＝2πlg；让小球在垂直纸面内振动，在偏角很小时，单摆做简谐运动，摆长为(34l＋l)，周期T＝2π(34＋1)lg.【答案】2πlg2π(34＋1)lg6.如图11-4-4所示，将摆长为L的单摆放在一升降机中，若升降机以加速度a向上匀加速运动，求单摆的摆动周期.图11-4-4【解析】单摆的平衡位置在竖直位置，若摆球相对升降机静止，则摆球受重力mg和绳拉力F，根据牛顿第二定律：F－mg＝ma，此时摆球的视重mg′＝F＝m(g＋a)，所以单摆的等效重力加速度g′＝Fm＝g＋a，因而单摆的周期为T＝2πLg′＝2πLg＋a.【答案】2πL g＋a确定单摆周期的方法(1)明确单摆的运动过程，判断是否符合简谐运动的条件．(2)运用T＝2πlg时，注意l和g是否发生变化，若发生变化，则分别求出不同l和g时的运动时间．(3)单摆振动周期改变的途径：①改变单摆的摆长；②改变单摆的重力加速度(改变单摆的地理位置或使单摆超重或失重)．(4)明确单摆振动周期与单摆的质量和振幅没有任何关系．用单摆测重力加速度[核心点击] 1．实验目的利用单摆测定当地的重力加速度，巩固和加深对单摆周期公式的理解． 2．实验原理单摆在偏角很小(小于5°)时，可看成简谐运动，其周期T ＝2πl g ，可得g ＝4π2lT2.据此，通过实验测出摆长l 和周期T ，即可计算得到当地的重力加速度．3．实验器材铁架台及铁夹、金属小球(上面有一个通过球心的小孔)、秒表、细线(长1 m 左右)、刻度尺(最小刻度为mm)、游标卡尺．4．实验步骤(1)让细线穿过球上的小孔，在细线的一端打一个稍大一些的线结，制成一个单摆． (2)将小铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外，然后把单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂．(3)用刻度尺量出悬线长l ′，用游标卡尺测出摆球直径d ，然后计算出悬点到球心的距离l ＝l ′＋d2即摆长．(4)把此单摆从平衡位置拉开一个角度，并使这个角小于5°，再释放小球．当摆球摆动稳定以后，在最低点位置时，用秒表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)的时间，然后求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期．(5)改变摆长，重做几次．(6)根据单摆的周期公式，计算出每次实验的重力加速度；求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即本地区的重力加速度的值．(7)将测得的重力加速度数值与当地重力加速度数值加以比较，如有误差，分析产生误差的原因．5．数据处理(1)公式法：根据公式g ＝4π2n 2lt 2，将每次实验的l 、n 、t 数值代入，计算重力加速度g ，然后取平均值．(2)图象法：作出T 2-l 图象，由T 2＝4π2lg可知T 2-l 图线是一条过原点的直线，其斜率k ＝4π2g ，求出k ，可得g ＝4π2k. 6．注意事项(1)摆线要选1 m 左右，不要过长或过短，太长测量不方便，太短摆动太快，不易计数． (2)摆长要悬挂好摆球后再测，不要先测摆长再系小球，因为悬挂摆球后细绳会发生形变．(3)计算摆长时要将摆线长加上摆球半径，不要把摆线长当作摆长．(4)摆球要选体积小、密度大的，不要选体积大、密度小的，这样可以减小空气阻力的影响．(5)摆角要小于5°(具体实验时可以小于15°)，不要过大，因为摆角过大，单摆的振动不再是简谐运动，公式T ＝2πlg就不再适用． (6)单摆要在竖直平面内摆动，不要使之成为圆锥摆． (7)要从平衡位置计时，不要从摆球到达最高点时开始计时． (8)要准确记好摆动次数，不要多记或少记． 7．误差分析(1)本实验系统误差主要于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定；球、线是否符合要求；振动是圆锥摆还是同一竖直平面内的振动以及测量哪段长度作为摆长等等．(2)本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上．要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒数计时计数的方法，不能多记或漏记振动次数．为了减小偶数误差，进行多次测量后取平均值．(3)本实验中在长度(摆线长、摆球的直径)的测量时，读数读到毫米即可(即使用游标卡尺测摆球直径也只需读到毫米)；在时间的测量中，秒表读数的有效数字的末位在秒的十分位即可．7．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出如下建议，其中对提高测量结果精确度有利的是( )A ．适当加长摆线B ．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的C ．单摆偏离平衡位置的角度不能太大D ．当单摆经过最高位置时开始计时E ．当单摆经过平衡位置时开始计时，且测量30～50次全振动的时间【解析】 单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化程度及相关物理量的测量精度．适当加长摆线，有利于把摆球看成质点，在摆角小于5°的条件下，摆球的空间位置变化较大，便于观察，A 对；摆球体积越大，所受空气阻力越大，对质量相同的摆球影响越大，B 错；摆角应小于5°，C 对；本实验采用累积法测量周期，且从球过平衡位置时开始计时，D 错，E 正确．【答案】 ACE8．(1)在用单摆测定重力加速度的实验中，应选用的器材为________． A ．1 m 长的细线 B ．1 m 长的粗线 C ．10 cm 长的细线 D ．泡沫塑料小球E ．小铁球F ．秒表G ．时钟H ．厘米刻度尺I ．毫米刻度尺J ．游标卡尺(2)在该实验中，单摆的摆角θ应________，从摆球经过________开始计时，测出n 次全振动的时间为t ，用毫米刻度尺测出摆线长为L ，用游标卡尺测出摆球的直径为d .用上述物理量的符号写出测出的重力加速度的一般表达式为g ＝________.【解析】 (1)做摆长的细线要用不易伸长的细线，一般不应短于1米，选A ；小球应是密度较大，直径较小的金属球，选E ；计时仪器宜选用秒表F ；测摆长应选用毫米刻度尺I ，用游标卡尺测摆球的直径．(2)根据单摆做简谐运动的条件知θ＜5°；因平衡位置易判断，且经平衡位置时速度大，用时少，误差小，所以从平衡位置开始计时．根据T ＝2πl g ，又T ＝t n ，l ＝L ＋d2得g ＝4π2⎝⎛⎭⎫L ＋d 2n 2t 2.【答案】 (1)AEFIJ (2)小于5° 平衡位置 4π2⎝⎛⎭⎫L ＋d 2n 2t 2。
物理单摆教案模板范文
一、教学目标1. 知识与技能（1）了解单摆的构成，掌握单摆振动的特点。
（2）理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动，并能解释其成因。
（3）了解单摆的周期与哪些因素有关，掌握单摆的周期公式，并能进行相关计算。
2. 过程与方法（1）通过实验探究，了解单摆的振动特点，掌握实验操作方法。
（2）通过分析、归纳总结，掌握单摆做简谐运动的条件。
（3）通过实验验证，探究单摆周期与摆长、摆角等因素的关系。
3. 情感态度与价值观（1）培养学生在实验中严谨、细致、耐心的科学态度。
（2）激发学生对物理学科的兴趣，提高学习积极性。
（3）培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点（1）单摆振动的特点。
（2）单摆做简谐运动的条件。
（3）单摆的周期公式。
2. 教学难点（1）单摆振动回复力的分析。
（2）单摆周期与摆长、摆角等因素的关系。
三、教学过程1. 导入新课（1）通过展示图片或视频，让学生了解单摆的构成和应用。
（2）提问：什么是单摆？单摆的振动有什么特点？2. 新课讲授（1）单摆的构成：摆球、摆线、固定点。
（2）单摆振动的特点：简谐运动、周期性、摆角很小时近似正弦规律。
（3）单摆做简谐运动的条件：摆角小于或等于5°。
3. 实验探究（1）实验目的：验证单摆周期与摆长、摆角的关系。
（2）实验器材：单摆、秒表、米尺、刻度尺、固定装置等。
（3）实验步骤：①固定摆线，测量摆长。
②改变摆角，测量不同摆角下的周期。
③记录实验数据，分析周期与摆长、摆角的关系。
4. 数据分析（1）根据实验数据，绘制周期与摆长、摆角的函数图像。
（2）分析图像，得出结论。
5. 总结归纳（1）总结单摆振动的特点、做简谐运动的条件。
（2）总结单摆周期与摆长、摆角的关系。
6. 课堂小结（1）提问：通过本节课的学习，你对单摆有什么新的认识？（2）布置作业：完成课后习题，巩固所学知识。
四、教学用具1. 单摆、摆球、摆线、固定装置等。
2. 秒表、米尺、刻度尺等测量工具。
物理单摆教案模板范文
课时：2课时年级：高二教材：《普通高中物理课程标准》选修3-5教学目标：1. 知识与技能：（1）了解单摆的构成和特点；（2）掌握单摆振动的周期公式及其影响因素；（3）通过实验探究，学会使用单摆测定重力加速度。
2. 过程与方法：（1）通过观察、实验和数据分析，培养学生的观察能力、实验操作能力和数据分析能力；（2）通过小组合作，培养学生的团队协作能力和沟通能力；（3）通过实际问题解决，培养学生的创新能力和实践能力。
3. 情感、态度与价值观：（1）激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的科学精神；（2）培养学生严谨求实的科学态度；（3）培养学生勇于探索、善于合作的精神。
教学重点：1. 单摆的周期公式及其影响因素；2. 单摆的实验操作和数据分析。
教学难点：1. 单摆周期公式的推导；2. 单摆实验数据的处理和分析。
教学用具：1. 单摆装置；2. 秒表；3. 米尺；4. 计算器；5. 多媒体设备。
教学过程：第一课时一、导入新课1. 展示生活中常见的单摆现象，如钟摆、秋千等，引导学生思考单摆的运动规律。
2. 提出问题：单摆的周期与哪些因素有关？如何测定重力加速度？二、新课讲授1. 讲解单摆的构成和特点，包括摆长、摆球质量、摆角等。
2. 推导单摆的周期公式，分析周期与摆长、摆球质量、摆角等因素的关系。
3. 讲解单摆实验的原理和操作步骤，包括测量摆长、摆球质量、周期等。
三、实验探究1. 学生分组进行单摆实验，测量摆长、摆球质量、周期等数据。
2. 学生分组讨论实验结果，分析周期与摆长、摆球质量、摆角等因素的关系。
四、课堂小结1. 总结单摆的周期公式及其影响因素；2. 强调实验操作和数据分析的重要性。
第二课时一、复习导入1. 回顾上一节课的内容，提问学生单摆的周期公式及其影响因素；2. 引导学生思考单摆实验数据的处理和分析。
二、新课讲授1. 讲解单摆实验数据的处理方法，包括计算周期平均值、误差分析等；2. 讲解单摆实验结果的应用，如测定重力加速度等。
高中物理-单摆教案
⾼中物理-单摆教案⾼中物理-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。
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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=L 0+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
θsin mg F =回θcos mg N F -=向
单摆受到的回复力为重力沿着切线方向的分力F 回=mg sinθ,不是物体受到的合力。
因
为在平衡位置的物体受到合力为r
v 2
m ,
（三）单摆做简谐运动的条件
问题：如何判断单摆的运动是否是简谐运动
方法一：从单摆的振动图象判断
方法二、从单摆的受力特征判断
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,与位移方向相反,满足简谐运动的条件,即物体在大小与位移大小成正比,方向与位移方向相反的回复力作用下的振动,F = - ( mg / L )x = - k x （k=mg/L ）为简谐运动。
所以,当θ≤10°时,单摆振动是简谐运动。
结论：
在摆角很小的情况下,单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反,单摆做简谐运动．
（四）单摆的周期
我们知道做机械振动的物体都有振动周期,请思考：
问题1：单摆的周期受那些因素的影响呢？
可能和摆球质量、振幅、摆长有关。
单摆的周期是否和这些因素有关呢？下面我们用实验来证实我们的猜想
问题2：为了减小对实验的干扰,每次实验中我们只改变一个物理量,需要的研究方法是什么？
控制变量法
首先,我们研究摆球的质量对单摆周期的影响：
图２
那么就先来看一下摆球质量不同,摆长和振幅相同,单摆振动周期是不是相同。
［演示1］将摆长相同,质量不同的摆球拉到同一高度释放。
现象：两摆球摆动是同步的,即说明单摆的周期与摆球质量无关,不会受影响。
这个实验主要是为研究属于简谐运动的单摆振动的周期,所以摆角不要超过10°。
接下来看一下振幅对周期的影响。
［演示2］摆角小于10°的情况下,把两个摆球从不同高度释放。
（由一名学生来完成实验验证,教师加以指导）
现象：摆球同步振动,说明单摆振动的周期和振幅无关。
刚才做过的两个演示实验,证实了如果两个摆摆长相等,单摆振动周期和摆球质量、振幅无关。
如果摆长L 不等,改变了这个条件会不会影响周期？
［演示3］取摆长不同,两个摆球从某一高度同时释放,注意要θ≤10°。
（由一名学生来完成实验验证,教师加以指导）
现象：两摆振动不同步,而且摆长越长,振动就越慢。
这说明单摆振动和摆长有关。
具体有什么关系呢？荷兰物理学惠更斯研究了单摆的振动,在大量可靠的实验基础上,经过一系列的理论推导和证明得到：单摆的周期和摆长l 的平方根成正比,和重力加速度g 的平方根成反比,
周期公式：
同时这个公式的提出,也是在单摆振动是简谐运动的前提下,条件：摆角θ≤10° 由周期公式我们看到T 与两个因素有关,当g 一定,T 与成正比；当L 一定,T 与成反比；L,g 都一定,T 就一定了,对应每一个单摆有一个固有周期T 。
（五）单摆的应用：
１．利用它的等时性计时
惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（1657年获得专利权） ２．测定重力加速度
(六)巩固练习：
1.下列哪些材料能做成单摆:
A.长为1米的细线
B.长为1米的细铁丝
C.长为1米的橡皮条
D.长为0.2米的细丝线
E.直径为5厘米的钢球
F.直径为5厘米的泡沫塑料球
G.直径为1厘米的钢球 H.直径为1厘米的塑料球
g l T π2=224T l g π=
2.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
3.单摆的振动周期在发生下述哪些情况中增大:
A.摆球的质量增大
B.摆长增大
C.单摆由赤道移到北极
D.增大振幅
5、如右图所示,悬挂于同一点的两个单摆的摆长相等,A 的质量大
于B 的质量,O 为平衡位置,分别把它们拉离平衡位置同时释放,若
最大的摆角都小于10°,那么它们将相遇在 （ ）
Ａ、Ｏ 点 Ｂ、Ｏ点左侧
Ｃ、Ｏ点右侧 Ｄ、无法确定
5、Ａ在光滑圆弧凹槽的一端,Ｂ在圆弧的圆心。
半径远大于弧长。
Ａ、Ｂ同时无初速释放,谁先到达Ｏ点？为什么?
6、固定在天花板上的两根细线与水平面均成 θ角,线长相等,下端系于同一个小球。
给小球一个较小的初速度,让它在前后摆动,小球将作什么运动？能否求出它的周期？
7.一摆长为L 的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子,则这个单摆的
周期是:
【教学反思】
1、学生对sin θ≈θ的范围不是很清楚,需要解释
2、对简谐运动回复力的推导方式有另一种方法2cos l x mg
mgsin θθ= 3、对等效摆长和等效重力加速度的问题留习题课解决 L ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=g L g L T 94πg θL T sin 2π=。