高中物理教学论文：“单摆演示实验”的创新设计
单摆的教学设计-【名师经典教学资料】
全省中学物理教师教学大赛教学设计参赛作品课题名称：单摆《单摆》第1课时的教学设计一、教材分析与设计（一）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。
(二)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课时认识单摆这一理想化模型，用图象和公式证明单摆的运动属于简谐运动。
第2课时着重探究单摆周期与摆长的关系。
此教学设计是针对第1课时设计的。
（二）学情分析高二学生已经适应了高中物理学习，已经掌握了学习物理的基本方法，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很困难。
二、课前准备本节课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，要求学上阅读教材、分析教材自行证明单摆的运动是不是简谐运动。
3、.单摆一个，小球一个，细线两根，白纸三张，用墨水稀释的水一瓶，注射器管一支。
三、教学目标1、知识与技能目标：（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2、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3、情感态度和价值观：通过证明过程，培养学生学习科学的兴趣和自觉性。
创新设计-高中物理人-114单摆
(1)由 T＝2π
gl 得ll甲 乙＝TT甲 乙22＝4822＝14.
(2)由 x－t 图象知，t＝2 s 时，乙由平衡位置第一次到达右 方最大位移处，此时甲刚好回到平衡位置且向左运动．
答案 (1)1∶4 (2)平衡位置 向左运动 借题发挥 单摆做简谐运动的图象与弹簧振子的振动图象相 似，均为正弦或余弦曲线，由振动图象可以读出单摆的振动 周期，由周期公式可以得到摆长和重力加速度的关系．
(2)平衡位置 摆球经过平衡位置时，G2＝G，G1＝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G1＝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＝xl ， G1＝Gsin θ＝mlgx，
G1 方向与摆球位移方向相反，所以有回复力 F 回＝G1＝－mlgx＝－kxk＝mlg.
g平均值 g＝g1＋g32＋g3＝
图11－4－2
单摆周期公式的应用
【典例1】 已知秒摆的摆长是1 m，当摆长改变为0.81 m时，振 动周期是多少？要使振动周期为4 s，摆长应是多少？
解析 秒摆的摆长是 l0＝1 m，其周期为 T0＝2 s，设摆长改变
为 l1＝0.81 m 时周期为 T1，则由 T0＝2π
(3)公式适用条件：小角度(θ<10°)的单摆．
(4)应用 ①计时器
a．原理：单摆的等时性． b．校准：调节__摆__长_可调节钟表的快慢． ②测定当地的重力加速度
4π2l 由 T＝2π gl 得 g＝__T__2 ___，即只要测出单摆的_摆__长__l_和 _周__期__T_，就可以求出当地的重力加速度．
(1)平均值法：每改变一次摆长，将相应的 l 和 T，代入公式 g＝4πT22l中求出 g 值，最后求出 g 的平均值．
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。
“单摆”教学设计
“单摆”教学设计曲阜师范大学物理工程学院谭宁依据：人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书物理选修模块3－4。
一、教学任务分析“单摆”是第十一章机械振动第四节内容。
机械振动广泛地存在于自然现象和生产活动中，它不仅仅是力学的一个重要的组成部分,而且还是学习机械波、声学、电磁振荡等内容的基础，起着承上启下的作用。
这节课的教学任务为从生活中抽象出单摆的物理模型，对其进行受力分析得出回复力的来源并通过运用近似处理的方法得出其做简谐运动的条件，再启发学生设计实验得出单摆振动的图像，然后分析决定单摆周期的相关因素，通过学生分组实验探究的方法总结出结论，提出单摆周期公式。
【教学设计说明】（1）为加强实验教学，充分体现物理学科以实验为基础的特点，将探究单摆周期的演示实验改为学生分组自主探究，并且通过探究实验学习科学探究的方法，逐步提高自主学习能力。
（2）根据课时安排，将“单摆测重力加速度”作为下一课时的内容。
二、学生分析学生原有的认知结构是意义建构的基础。
在学习新知识前，教师必需了解学生的原有认知结构，这将有利于学生实现新旧知识的联系。
学生在学习单摆之前对简谐运动有了一定的认识，有利于学生的学习，符合认知发展的规律。
从思维能力上看，在将单摆的运动向简谐运动过渡时跨度较大，这容易形成学习障碍。
三、教学目标分析根据课程标准，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观3方面确定教学目标。
知识与技能1. 认识单摆模型的构成，理解单摆振动的特点和单摆做简谐运动的条件，知道单摆的振动图像；2. 能够对影响单摆周期的因素进行猜想，自主实验探究验证猜想，并通过思维分析，发现缺漏，并找到解决办法，得到周期公式；过程与方法1. 通过单摆概念的学习过程，认识到建立物理模型对于物理学习和物理研究的重要性；2. 通过设计得到单摆振动图像的实验，学会类比以前实验，模拟改造，设计新实验；3. 通过分组自主探究单摆的周期公式的过程，学会用控制变量法设计探索性实验，学习科学探究的方法，并尝试利用计算机软件对实验现象和实验数据进行分析论证。
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。
物理课堂教学的优化组合与实践——单摆
验。 为 了顾 及学生 之间的差异 ， 考虑 到期望 目 标 与实际结
果之 间可 能出现 的差 异 ， 在教 学过程 中， 教 师要 留有 “ 弹 性区 间” ， 让 学生 明确 “ 要 做什 么” “ 注意 什么 ” “ 怎 么做 ” ，
我的具体做 法是 ：
摆动的总时间， 用测出的总时间除以单摆完或全振动的次数 。
向相 反 ， 所 以 — ｋ ｘ 。
度 同时释 放 。 实验三 ： 取两个摆 长不 同 、 质量 不同摆球 从 同一高度
或不 同高度 同时释放 。 （ 以上各步 实验过 程 中小球摆 线张 开的 角度 应该在
５ 。 范围 内）
在教师 的启发和引导下 ， 学生能够自主推导得 出结论 ：
时释放 。
ｏ ｔ
０ ． ０１ ７ ４ ５ ０ ． ０ ３ ４ ９
０． ０ ５ ３ ２
０ ． ０ ６ ９ ９
０ ． ０ ８ ７ ３
学生观 察表 １ 后得 出 ： 在 摆角很 小时 ， 正 弦与弧度 制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验二 ： 取两个 摆长相 同 、 质量 不同 的摆 球从 不同高
角度 的大小相等 ； 所以 ｓ ｉ ｎ ａ ＝ ａ， 而ａ ＝ ｘ ／ ／ ， 所以 ｓ ｉ ｎ ａ ＝ ｘ ／ ／ 。 则 Ｆ ； ｍ ｇ ， ｓ ｉ ｎ ａ ＝ ｍ ｇ ｘ ／ ｌ 。由于回 复力 的方 向总是与 位移方
■
物理课堂教学 的优化组合与实践
福建省 闽清一 中
单摆
摘
要： 单摆是 高中物理 中一个重要的理 想化模型， 在课 堂
教 学中会遇到 引入模 型、 理想化建模 、 综合应用各科知识解
决问题 、 探 究单摆物理规律 方法 多样化 、 培养 学生领悟研 究
单摆的实验报告(合集6篇)
单摆的实验报告第1篇一．说教材1．教材分析教科版高中《物理》选修（3—4）第一章第2节的内容。
本节内容是简谐运动的实例应用，是高考的常考点，既是本章的核心内容，又是教学重点。
2．学情分析此时的高中学生同已经形成了一定抽象思维过渡，而本节内容又主要以抽象的理想化物理模型来进行理解，结合学生的实际情况，只要老师合理运用多种教学方法和手段，激发学生的学习兴趣，学生完全有能力完成本节内容的学习。
3．教学目标知识与技能：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；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学习，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，掌握用控制变量法来研究物理问题；4.培养学生的观察实验能力、思维能力。
情感态度和价值观：1.通过介绍科学家的情况，激发学生发现知识，热爱科学的热情；鼓励学生像科学家那样不怕困难，善于发现，勇于创造。
4．教学中的重点和难点重点：1. 知道单摆的回复力；2. 单摆的周期公式。
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.单摆振动的周期与什么有关。
突破的方法：通过课堂实验和课件演示以及巩固练习来突破重难点，同时引导学生自主学习。
二．教法和学法本次课主要采用探究式综合教学法配以活动参与创设情景、旧知回顾温故知新、最后自主探究获得新知，学生的学法主要为游戏活动法和自主探究法，让学生在自主探究活动中发现问题、思考问题、解决问题。
三．教学过程（－）创设情景引入课题首先复习提问：什么是简谐运动？物体做简谐运动需要满足什么条件？巩固前面学过的知识，有助于学生后面理解单摆做简谐运动的条件接着由生活实例引入：吊灯被风吹后，会如何运动？日常生活中，我们经常看到悬挂起来的物体在竖直面内往复运动，让学生举一些具体的例子；从实际问题引入，再通过联想、建模，使学生感到物理所研究的对象不是凭空想象出来的，是来源于生活实际，客观世界。
高中物理实验教学论文
浅谈高中物理实验教学摘要：本文通过论述设计性实验的涵义及相关理念,让我们清楚的明白设计性实验的原理,并通过教学案例拓展实验教学的新构想, 使创新意识转化为创新能力, 成为培养学生创新能力的有效教学模式。
实验是物理学的基础，实验教学在物理教学中有着举足轻重的地位。
在新课改理念下，着眼于提高学生的实验能力，应努力探究实验教学新模式，使实验教学更有利于培养学生的操作实验、设计实验的实践能力，更有利于培养学生的创新能力。
因此物理实验教学应该确立一个发展性目标，即培养学生的创新意识和创新能力。
设计性物理实验是实现这个发展性目标的一种有效模式，它是验证性实验为主的传统实验教学的新拓展。
笔者建议在实际教学中，增加一定数量的设计性实验。
一、设计性实验的涵义及相关理念1．设计性实验的程序物理设计性实验要求学生灵活、综合地运用所学的物理以及相关学科的知识和技能，完成如下的程序。
一是准备、设计阶段：查阅资料，设计实验方案，选配实验仪器，拟定实验步骤；二是实验阶段：正确调节和使用仪器，观察现象，测量数据，思考和分析问题；三是小结阶段：可以以课题论文形式提交实验结果，也可以进行口头形式的交流讨论。
2．设计性实验选题的原则设计性实验选题的原则，一般不要求突出实验内容的复杂性，课题只给出实验目的和要求，由学生根据目的要求去查阅资料，独立制订实验方案。
提出分析解决问题的设想，然后在教师的指导下独立去解决，最后写出实验报告。
3．设计性实验分类从形式上可分为两种类型：第一，给定某种仪器设备，要求完成某一物理量的测定或某一物理现象的观察研究。
课本中一些“做一做’’栏目中介绍的小实验，有些就是这种类型的设计性实验。
如《平抛物体运动》中的“用尺测量玩具手枪子弹射出时的速度”。
又如在“显示微小形变”小实验中，变换一下问题方式就可以成为此类设计性实验，可以提出问题：“给你一个大玻璃瓶，你如何通过实验来显示微小变形?”第二，只提测量要求，不限实验方法和所用仪器，完成某一物理量的测量任务。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
“单摆演示实验”的创新设计
《单摆》这一节是高中物理简谐运动的实例应用。
现实生活中的许多摆动可近似地看成单摆运动，研究单摆运动规律将直接有助于我们解决这类实际问题，所以本节知识属于高中物理中的重点知识，是高中物理振动的核心内容。
现代教育理论认为，科学教学必须让学生们参与以探究为目标的研究活动，使老师和学生一起相互启发相互促进。
对从学生们所亲历的事物中产生的一些实际问题进行探究，是科学教学所要采取的主要做法。
基于这种理念，本节课主要采用如下演示实验的改进与创新引导学生进行问题的探究和讨论，以期达到教学目标。
1、为了加深和强化学生对单摆模型的理解，可以自制四个实际的摆：一根较长的粗麻绳系一个小钢球；一根较长的橡皮筋系一个小钢球；一根较短的细线系一个大球（线长与球直径差不多）；一根长细线系一个小钢球，但悬点没固定。
分别让四个摆摆动，由学生讨论后总结出单摆的要求：摆线“轻而长”，摆球“小而重”，悬点固定。
2、为了做好单摆振动图像的演示实验，针对教材中的演示装置的缺点：如沙摆摆动时其重心会发生明显变化；纸板很难保证让其做匀速直线运动等等，可进行如下改进：用金属铜制成内壁很厚中空较小的小漏斗，漏斗嘴的尺寸以刚能漏下细沙为宜；将一个小型皮带传动装置中的皮带用透明的中央画有红色横轴的塑料薄膜带替换，利用2～3节干电池提供电源带动透明带匀速运动；若在漏斗中装细沙，则漏斗摆动时不断漏出的细沙落在透明带上就记录了摆的运动情况，
从而得到了单摆的振动图像。
整个演示过程可投影出来，效果很好。
3、为了使学生顺利接受和掌握单摆的周期公式，在课堂上做好演示实验非常重要。
因为面对单摆许多学生往往会产生一些不正确的想法：认为振幅大了，周期也会增大；摆球质量大了，回复力也大，因而振动加快，周期将减小。
这些模糊认识，只有通过实验才能予以纠正加深理解。
教材上给出的单摆振动演示实验，除比较麻烦外，现象也不太明显，且不能研究周期与重力加速度的定性关系。
由于所用时间长，故课堂气氛不很活跃。
针对上述不足，可进行如下改进与创新：
器材准备：一根约1米长的细线；体积相等的实心钢球和实心铝球各一个（两球底部各焊接一根约2厘米长的轻细金属杆）；铁架台；光电计时器（由2个光电门和1个能显示时间的数字大屏幕显示器组成）；米尺1根；导线若干根；磁铁1块；电源插座1个。
器材组装：①、将细线系好钢球，挂在铁架台上，使悬点固定，钢球下部轻细杆竖直向下，细线与钢球球心的总长度即摆长为1米；
②、将两个光电门分别与数字显示器连接好，将任一个光电门固定在钢球静止时其下部轻细杆的正下方，且使轻细杆的下端靠近光电门的底部但不接触，另一个光电门放在离单摆装置较远处。
实验原理：将数字显示器接通电源（220V交流电），并使它处于测周期的功能状态，此时显示为0.000秒（学生可直接观察到）；让摆球做小角度摆动，当摆球下部的轻细杆第一次通过其下端的光电门
时，可以看到数字显示器屏幕上的数字发生变化，表明此刻开始计时，当轻细杆第三次通过光电门时，数字停止变化；学生可分析得出：该计时器记录的是单摆的一个周期且可精确到0.001秒；若用秒表计时做这个实验通常要记录30～50次全振动的时间再取平均值求出周期，而用该光电计时器计时，由于其精确度高，因而可只测5个周期再取平均值求周期（甚至可只测一个周期）即可。
利用这套装置可以很方便地改变摆的振幅、摆球质量（换一个摆球即可）、摆长（可将摆长缩短至原长的四分之一）及摆球所在处的重力加速度（在光电门下方放上一块大的强磁铁，相当于其附近的重力加速度增大），学生观察实验后可发现：在摆角很小的情况下，单摆振动的周期跟振幅及摆球质量无关，与摆长有关（当摆长减为原长的四分之一时，周期变为原周期的二分之一），与当地的重力加速度有关（重力加速度越大，周期越小）。
（控制变量法）
改进后的实验，现象非常直观、明显，成功的演示实验使学生获得了丰富的感性认识，同时也调动了优秀学生积极思维，激发后进生积极参与到实验中来的强烈兴趣，提升了学生实验观察和设计能力、科学探究能力和培养了学生科学探究的意识、科学创新的精神，节省了演示时间，使课堂结构更紧凑。
这样的教学方法体现了教师的主导作用和学生的主体作用，体现教和学的高度统一，符合素质教育的要求。