高二物理教科版选修3-4教学教案第一章2.单摆Word版含解析.doc

单摆教案
学习目标：
1、通过阅读教材，知道单摆的结构，知道单摆是实际摆的理想化模型；
2、通过阅读教材和推导计算，理解单摆在微振动条件下的运动，是简谐运动；
3、通过猜想、实验探究和理论计算，掌握单摆的周期QUOTE。
研究方法：
本课所体现的物理学科研究方法：
1、一般到特殊。在前期研究严格的、由弹性力提供回复力的简谐振动的模型后，开始研究准弹性力简谐运动。
2、对未知或可能的结论的猜想和实验探究。研究单摆的周期QUOTE与摆长QUOTE的关系时，我们可以通过实验探究QUOTE，甚至可能采用理论推导，得出单摆的周期QUOTE。(若学生)

知识结构：

教学过程：
引言：
简谐运动的定义，是从回复力的角度定义的，对于水平弹簧振子，有QUOTE，回复力由弹簧弹性力提供，有些情况下，回复力并不是弹簧的弹力，但它也有类似QUOTE的形式，例如，对于竖直弹簧振子，回复力由弹力和重力的合力提供，且QUOTE，对于如图所示的电荷系统，第三电荷QUOTE在微小振动时，回复力QUOTE仍然具有类似的线性形式。

显然，我们在研究弹性回复力的简谐运动中得到的认识与公式、图像等工具，自然可以应用于一切有QUOTE的任何力提供回复力的情景。
实际物体的微弱摆动就是一个实例。而在众多实际情况之中，我们仍然研究最简单的情况。
一、认识单摆
阅读教材。
讨论交流：
单摆是理想化模型，其理想化条件是什么？
二、单摆的微振动规律
阅读教材。
讨论交流：
1、单摆的回复力是哪个(些)力提供的？你能解释原因吗？
2、有人说，单摆的运动就是简谐运动，这句话对吗？为什么？
3、尝试一下，按照教材的思路，你能独立推导出单摆在摆角较小时振动的回复力形式吗？
三、对单摆周期的研究
这里的单摆振动的周期，特指单摆在摆角较小时振动的周期。
猜想：单摆做简谐运动的周期与哪些因素有关？
验证：如何设计实验方案，寻求变量间的未知关系？(不排除由于提前自学，使得探究性实验，转化为验证性实验)
1、单摆做简谐运动时，与周期有关的因素(变量)。
2、实验方案。⑴实验目的；⑵实验步骤；⑶数据记录与处理；⑷结论及评估。
(简要记录)
可能的讨论交流：
1、摆线和摆球的选择，需要注意什么？ 2、细线上端悬挂时，需要注意什么？
3、测量摆长时，需要注意什么？ 4、测量振动周期时，你有什么好经验？
5、你是怎样通过数据规律得到结论的？
四、课时总结
五、巩固练习
1.一条细线下面挂一个小球，让它自由摆动，作出它的振动图象如图。问：
⑴你能根据图中的数据算出它的摆长吗？
⑵你能根据图中的数据估算它摆动的最大偏角吗？

2.力学中有“速度选择装置”吗？
如图所示，光滑曲面QUOTE，横截面的圆弧曲线QUOTE部分长度QUOTE远小于对应的半径QUOTE。曲面固定时QUOTE四点等高。将一个小球(可视为质点)从QUOTE处以初速度QUOTE沿QUOTE方向射入，若QUOTE长为QUOTE，要使小球恰从QUOTE角离开这个曲面，QUOTE应该满足什么条件？

板书：