单摆_上课比赛
“单摆”探究式上课教学方案设计
“单摆”探究式教学设计“单摆”探究式--山东省济宁市实验中学李志强侯代平教学过程：1．贴近生活，引入课题在日常生活中，经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内作摆动：摆钟摆锤的摆动，公园里小孩在荡秋千，起重机下货物的晃动……悬挂物体在竖直平面内做什么运动？摆钟是利用什么原理制作的？学习了“单摆”这节课后，我们就会明白了。
2．探究摆的振动周期（1）提出问题教师展示摆钟，引导学生观察摆锤的摆动和指针的变化，然后展示摆球、铁架台、细线等实验装置，演示摆球在竖直平面内的振动，引导学生注意观察摆球的往复运动。
引导学生在观察、讨论中，联系往复运动表现出的运动周期性，提出问题：摆的振动周期与哪些因素有关？（2）进行猜想针对所提出的问题组织学生讨论，学生依据已有的科学知识、经验，通过思考作出猜想：①摆的振动周期可能与摆球的振幅有关；②摆的振动周期可能与摆球的摆长有关；③摆的振动周期可能与摆球的质量有关。
讨论时，有的学生可能猜想摆的振动周期与摆球所受重力有关，很少有学生猜想摆的振动周期与重力加速度有关。
（3）设计实验教师要引导学生讨论确定实验方法：控制变量法，并依此设计实验方案。
教师可将班级学生分成甲、乙、丙三大组（每一大组再分成若干小组）探究摆的振动周期与摆球的振幅、质量、摆长的关系。
学生进行讨论，整理、归纳出所需的实验器材、实验步骤和要测的物理量（见表1）。
表 1摆的周期和重力加速度的关系在课堂上不易进行实验探究，可组织学生讨论、设计实验方案。
学生可能提出在高层建筑中，在升降机中，在月球上，在飞船中，在地球上的不同地区……做实验。
要求学生课后写出具体的实验设计方案。
（4）实验探究学生分组实验，使用仪器进行观察、测量和实验，同时记录观察和测量的结果（见表1）。
（5）交流、评估学生分析、进行观察、测量和得出实验结果，与猜想进行比较作出解释（见表1）。
各组选派代表进行交流，启发学生评估各组实验结果，总结摆的振动周期特点：①偏角较大时，摆的振动周期跟振幅大小有关；②摆的振动周期跟摆球质量无关；③偏角较小时，摆的振动周期跟振幅大小无关，跟摆长有关，摆线增大周期变大，摆线缩短周期变小。
单摆教学设计
1.3单摆【教学目标】1、知道什么是单摆.2、理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件.3、知道单摆的周期和什么因素有关，掌握单摆振动的周期公式.【学习重难点】探究单摆周期公式的探究性实验。
一•旧知回顾教师：什么是简谐运动？什么是简谐运动的周期？学生：回复力与位移成正比而方向相反，总是指向平衡位置。
完成一次全振动所用的时间教师：做简谐运动物体的回复力具有什么特征？学生：F二-kx二新课引入播放视频：哈佛大学教授坐在单摆球上摆动的视频，激发学生学习兴趣。
教授为什么要坐在球上呢？他摆来摆去想研究什么问题呢？带着这个问题我们开始今天的学习，单摆。
教师：生活中有哪些类似这种在竖直平面内摆动的例子呢？学生：荡秋千，钟摆，风铃。
那是不是生活中的这些摆动的物体我们都能称之为单摆呢？那我们来看教材上对单摆是如何定义的呢？三．新课讲授（一）单摆的定义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.教师解读单摆要求m<<m绳球d<<L球2.单摆是一个理想化的模型3.判断PPT上这些实例是否能叫做单摆？（二）单1摆的运动2345学习完单摆的模型，我们来看一下这种模型的运动有哪些特点。
教师释放单摆，让学生观察学生：往复性的，周期性的教师：那么这些都是机械振动的特点，我们学过的最简单的机械振动是什么？学生：简谐运动教师：那么单摆是简谐振动吗？学生：不是，因为有空气阻力，应该是阻尼振动sin0回复力：Fm^x=—kx（令k=也）ii教师：的确是有空气阻力，那么我们要不要考虑这个空气阻力呢？如果空气阻力跟物体受到的其它力相比很小，可以忽略不计，所以我们可以短时间内我们可以不把它看做是阻尼振动。
机械振动？那么我们可不可以把它看做是简谐运动呢？学生：是简谐运动教师：有的同学回答是，请问你们的判断方法是什么呢？学生：做简谐运动物体的回复力特征F=-kx教师：如果我们证明出蛋白的回复力公式符合简写运动的恢复力特征公式，就可以证明单摆是简谐运动，想找到回复力我们先来对单摆进行一下受力分析。
《单摆公开课》课件
05
单摆的扩展知识
复摆
定义
复摆是一刚体绕固定点做周期性 摆动的运动。
特点
具有较大的转动惯量，其运动周期 比单摆的周期长得多。
应用
在科学实验和工程中，复摆常被用 作测量仪器和控制系统的一部分， 例如摆式陀螺仪和摆式流速计等。
受迫振动与共振
受迫振动
在外力作用下产生的振动。
共振
当外界策动力的频率与物体的固有频率相等或相近时，物体的振幅 增大的现象。
应用
在机械工程、航空航天、交通运输等领域中，受迫振动和共振是常 见的现象，需要采取相应的措施进行控制和利用。
混沌理论在振动中的应用
混沌理论
研究非线性系统中貌似随机的复杂行为的理论。
应用
在振动分析中，混沌理论可以用于描述和分析一些复杂的振动现象，例如非线性振动和随机振动等。 这些现象在机械工程、航空航天、交通运输等领域中经常出现，需要运用混沌理论进行深入研究和理 解。
将计时器清零，开始计时 ，同时释放摆球，使其开 始摆动。
测量摆长，并记录数据。
04
单摆的讨论与思考
单摆的能量转化
要点一
总结词
单摆的能量转化是物理学的核心概念之一，它涉及到动能 和势能的相互转化。
要点二
详细描述
单摆在摆动过程中，由于重力的作用，摆球会沿着一个弧 线轨迹运动。在这个过程中，摆球的高度不断变化，导致 势能随之变化。同时，摆球的速度也在不断变化，导致动 能随之变化。当摆球达到最高点时，其势能最大而动能最 小；当摆球达到最低点时，其势能最小而动能最大。这种 动能和势能之间的相互转化是单摆运动的核心特征之一。02单摆的学模型简谐振动的数学模型
简谐振动是物理学中一种基本的振动 形式，其数学模型通常由一阶微分方 程表示。
单摆的运动PPT教学课件
四、实验步骤
1.做单摆：
(1)让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的结。
(2)把线的上端用铁夹固定在铁架台上并把铁架台放在实验桌边，
使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处做上标记。
2.测摆长：用毫米刻度尺量出悬线长l'，用游标卡尺测量出摆球 的直径d，则l=l'+d/2即为单摆的摆长。
5.秒表读数时，不需要估读，因为秒表的指针只能停在某1/10 s刻度线上，不 能停在两个1/10 s刻度线之间。
六、误差分析
1.本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定， 是单摆还是复摆，球、线是否符合要求，振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振 动的单摆，以及测量哪段长度作为摆长等等。
• B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动
• C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太 阳运动
• D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现 在看来都是不正确的
• 分析；“地心说”是错误的，所以A不正 确．太阳系在银河系中运动，银河系也在 运动，所以，B、C不正确，D正确．
课堂训练
2、神舟六号沿半径为R的圆周绕地球运动，其
27.322
K值
3.36×1018 3.35×1018 3.31×1018 3.36×1018
结论
k值与中心天体有关， 而与环绕天体无关
观察九大行星图思考
1、冥王星离太阳 “最远”，绕太阳运 动的公转周期最长， 对吗？
2、金星与地球都在 绕太阳运转,那么金 星上的一天肯定比24 小时短吗?
实际上行星绕太阳的运动很 接近圆，在中学阶段，可近似 看成圆来处理问题，那么开普 勒三定律的形式又如何？
周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某 一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船 沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和 地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径 为R，求飞船由A点到B点所需的时间。
2024年《单摆公开课》课件
2024年《单摆公开课》课件一、教学内容本节课选自2024年物理教材第四章《机械振动与机械波》第三节《单摆》。
详细内容包括：单摆的定义、单摆的周期公式、单摆的物理原理以及单摆在实际应用中的例子。
二、教学目标1. 理解单摆的定义，掌握单摆的周期公式。
2. 了解单摆的物理原理，能够运用单摆知识解决实际问题。
3. 培养学生的观察能力、动手能力和团队合作精神。
三、教学难点与重点教学难点：单摆的周期公式的推导及运用。
教学重点：单摆的定义、物理原理以及在实际应用中的例子。
四、教具与学具准备教具：单摆实验装置、示波器、计算器、粉笔。
学具：笔记本、铅笔、橡皮、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用单摆实验装置，展示单摆的摆动现象，引导学生观察单摆的运动规律。
2. 知识讲解（15分钟）（1）介绍单摆的定义，引导学生了解单摆的构成。
（2）讲解单摆的周期公式，进行公式推导。
（3）分析单摆的物理原理，解释摆动周期与摆长的关系。
3. 例题讲解（15分钟）结合教材例题，讲解如何运用单摆知识解决实际问题。
4. 随堂练习（10分钟）布置随堂练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。
5. 小组讨论（10分钟）将学生分成小组，讨论单摆在实际应用中的例子，培养学生的团队合作精神。
六、板书设计1. 《单摆》2. 内容：（1）单摆的定义（2）单摆的周期公式（3）单摆的物理原理（4）单摆在实际应用中的例子七、作业设计1. 作业题目：（1）计算单摆的周期，给定的摆长为0.5m，重力加速度为9.8m/s²。
（2）讨论单摆的摆动周期与摆长的关系。
（3）列举单摆在实际应用中的例子。
2. 答案：（1）T = 2π√(L/g) = 2π√(0.5/9.8) ≈ 1.42s（2）摆动周期与摆长成正比。
（3）例如：摆钟、摆表、地震仪等。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、知识讲解、例题讲解、随堂练习、小组讨论等环节，使学生掌握了单摆的基本知识。
单摆--优质获奖精品教案 (18)
25cm的摆周期为1s扩展：a.计算复杂摆动的周期b.等效摆长问题（2）测量重力加速度，勘探矿藏扩展：在加速环境中单摆的周期思考题：在光滑斜面上的摆动周期如何计算观察思考习惯。
渗透应用等效代替的方法把复杂问题简单化的思维课堂小结1.影响单摆周期的因素2.近似条件、周期公式3.等效代替方法分析复杂摆动课堂检测1．甲，乙两个单摆摆长相等，将两个单摆的摆球由平衡位置拉开，使甲的摆角大于乙的摆角，且两摆角都很小，由静止开始释放，则（C ）A．甲先到平衡位置 B．乙先到平衡位置C．甲，乙同时到平衡位置 D．无法判定2．在下列情况下，能使单摆周期变小的是( C )A．将摆球质量减半，而摆长不变B．将单摆由地面移到高山C．将单摆从赤道移到两极D．摆线长度不变，换一较大半径的摆球3．将秒摆（周期为2s）的周期变为4s，下面哪些措施是正确的(C )A．只将摆球质量变为原来的1/4B．只将振幅变为原来的2倍C．只将摆长变为原来的4倍D．只将摆长变为原来的16倍4．如右图所示，在两根等长的细线下悬挂一个小球(体积可忽略)组成了所谓的双线摆，若摆线长为l，两线与天花板的左右两侧夹角均为α，当小球垂直纸面做简谐运动时，周期为(D )A．2πlgB．2π2lgC．2π2l cos αgD．2πl sinαg5.一个单摆的摆长为L，在其悬点O的正下方0.19L处有一钉子P（如右图所示），现将摆球向左拉开到A点，使摆线偏角α＜5°，放手使其摆动，求出单摆的振动周期.T=21T1+21T2=πgl81.0+πgl=1.9πgl.6.如右图所示,将摆长为L的单摆放在一升降机中,若升降。
单摆--优质获奖精品教案 (6)
第四节单摆【教学目标】知识与技能:1.知道什么是单摆，了解单摆的构成。
2.掌握单摆振动的特点，知道单摆回复力的成因，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。
过程与方法:1.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。
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，理解共性和个性的关系；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。
3.培养抓住主要因素，忽略次要因素的辨证唯物主义思想。
【教学重难点】重点:1.知道单摆回复力的来源及单摆满足简谐运动的条件；2.通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式。
难点:1.单摆振动回复力的分析；2.与单摆振动周期有关的因素。
【教学方法】分析推理与归纳总结、数学公式推导法、实验验证、讲授法与多媒体教学相结合。
【教学用具】单摆、秒表、米尺、条形磁铁、装有墨水的注射器（演示振动图象用）、CAI课件。
【教学过程】（一）引入新课教师：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。
在第一节中我们以弹簧振子为模型研究了简谐运动，日常生活中常见到摆钟、摆锤等的振动，这种振动有什么特点呢？本节课我们来学习简谐运动的另一典型实例——单摆。
《单摆》公开课课件精心制作
《单摆》公开课课件精心制作一、教学内容本节课选自物理教材第九章《机械振动与机械波》第三节《单摆》。
详细内容包括单摆的定义、单摆的周期公式、单摆的物理原理以及单摆的应用。
二、教学目标1. 理解单摆的定义，掌握单摆的周期公式。
2. 了解单摆的物理原理，能够运用单摆公式解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力，激发学生对物理现象的好奇心和探索欲望。
三、教学难点与重点教学难点：单摆周期公式的推导和应用。
教学重点：单摆的定义、周期公式及其物理原理。
四、教具与学具准备1. 教具：单摆实验装置、示波器、激光笔等。
2. 学具：笔记本、教材、计算器等。
五、教学过程1. 实践情景引入利用单摆实验装置展示单摆运动，引导学生观察单摆的运动规律，提出问题：“单摆的周期与哪些因素有关？”2. 理论讲解（1）介绍单摆的定义及物理原理。
（2）推导单摆的周期公式。
3. 例题讲解选取一道典型例题，讲解单摆周期公式的应用。
4. 随堂练习出示两道练习题，让学生独立完成，巩固所学知识。
5. 实验操作学生分组进行单摆实验，观察并记录数据，分析实验结果。
六、板书设计1. 单摆的定义及物理原理2. 单摆的周期公式3. 例题及解答4. 随堂练习题目七、作业设计1. 作业题目：（1）已知单摆的摆长和重力加速度，求单摆的周期。
（2）已知单摆的周期和重力加速度，求单摆的摆长。
答案：（1）T=2π√(L/g)（2）L=gT²/(4π²)2. 课后反思及拓展延伸八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、理论讲解、例题讲解、随堂练习、实验操作等环节，使学生掌握了单摆的定义、周期公式及其物理原理。
课后反思和拓展延伸部分旨在培养学生的思考能力和实验操作能力，使学生在实际生活中更好地应用所学知识。
重点和难点解析1. 单摆周期公式的推导和应用2. 实验操作环节的设计与实施3. 作业设计中的题目难度和答案解析4. 课后反思及拓展延伸的深度和广度一、单摆周期公式的推导和应用1. 摆角小的情况下，单摆的运动可以近似看作简谐运动。
高三物理上册《单摆》教案、教学设计
3.学生具备一定的实验操作能力，能够完成简单的物理实验，并能够对实验数据进行初步分析。
4.学生在高一、高二阶段的学习中，培养了合作学习、探究学习能力，有利于本章节的学习。
然而，学生在以下方面仍需加强：
1.对单摆运动的理解尚不深入，需要通过实例和实验，引导学生深入探讨单摆的运动规律。
3.培养学生严谨的科学态度，让他们体会到科学研究的艰辛与乐趣，增强克服困难的信心。
4.引导学生关注环境保护，认识到科技发展对自然环境的影响，培养其社会责任感。
二、学情分析
针对本章节高三物理上册《单摆》的学习，学生已具备以下基础：
1.学生已掌握了匀速直线运动、匀变速直线运动等基本运动规律，具备了一定的运动学基础。
3.通过小组讨论、合作学习等形式，培养学生的团队协作能力和沟通表达能力。
4.结合现代教育技术，如计算机仿真、动画演示等，使抽象的单摆运动形象化，提高学生的学习效果。
（三）情感态度与价值观
在本章节的学习中，学生将形成以下情感态度与价值观：
1.培养学生对物理现象的好奇心，激发他们探索自然规律的积极性。
2.通过学习单摆运动，使学生认识到物理学在生活中的广泛应用，增强其学以致用的意识。
2.教学内容：概括单摆运动的基本规律、周期公式的应用、实验注意事项等。
3.教学反思：教师针对本节课的教学效果，进行自我反思，为下一节课的教学做好准备。
五、作业布置
为了巩固本章节所学知识，培养学生的实践能力和创新思维，特布置以下作业：
1.基础知识巩固：
（1）结合课堂讲解，整理单摆的定义、构成、运动规律等相关知识点，形成知识结构图。