2019-2020年高中物理 11.4 單擺教案 新人教版選修3-4(1).doc

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2019-2020年高中物理 11.4 單擺教案 新人教版選修3-4(1) 一、教材分析 《單擺》是人教版高中物理選修3-4機(jī)械運(yùn)動(dòng)第四節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)例應(yīng)用，既是本章重點(diǎn)又是高考熱點(diǎn)。本節(jié)重點(diǎn)是單擺周期及其應(yīng)用。 二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能： （1）知道什么是單擺； （2）理解單擺振動(dòng)的回復(fù)力來(lái)源及做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件； （3）知道單擺的周期和什么有關(guān)，掌握單擺振動(dòng)的周期公式，并能用公式解題。 （4）知道利用單擺可以測(cè)定重力加速度 2．過(guò)程與方法： （1）通過(guò)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)條件的學(xué)習(xí)，體會(huì)用近似方法研究物理問(wèn)題 （2）通過(guò)研究單擺周期，掌握用控制變量法研究問(wèn)題 3情感、態(tài)度和價(jià)值觀： 通過(guò)介紹科學(xué)家的情況， 激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識(shí) 熱愛科學(xué)的熱情；鼓勵(lì)學(xué)生象科學(xué)家那樣不怕困難，勇于發(fā)現(xiàn) 勇于創(chuàng)造！ 三、教學(xué)重難點(diǎn)： 重點(diǎn)：?jiǎn)螖[的周期公式及其成立條件。 難點(diǎn)：?jiǎn)螖[回復(fù)力的分析。 四、學(xué)情分析 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)單擺振動(dòng)的規(guī)律，只有在θ<10時(shí)單擺振動(dòng)才是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；單擺振動(dòng)周期。學(xué)生對(duì)條件的應(yīng)用陌生應(yīng)加以強(qiáng)調(diào)。 五、教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)、分析、探究 六、課前準(zhǔn)備 小鋼球、細(xì)線、鐵架臺(tái) 七、課時(shí)安排1課時(shí) 八、教學(xué)過(guò)程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 （二）情景引入、展示目標(biāo) 教師：在前面我們學(xué)習(xí)了彈簧振子，知道彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。那么：物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是什么？ 學(xué)生：物體做機(jī)械振動(dòng)，受到的回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。 今天我們學(xué)習(xí)另一種機(jī)械振動(dòng)——單擺的運(yùn)動(dòng)。（展示實(shí)驗(yàn)器材） （三）合作探究、精講點(diǎn)播 1、 閱讀課本第13頁(yè)到14頁(yè)，思考：什么是單擺？什么情況下單擺可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？ 答：一根細(xì)線上端固定，下端系著一個(gè)小球，如果懸掛小球的細(xì)線的伸長(zhǎng)和質(zhì)量可以忽略，細(xì)線的長(zhǎng)度又比小球的直徑大得多，這樣的裝置就叫單擺。在偏角很小的情況下，單擺的運(yùn)動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。 2物體做機(jī)械振動(dòng)，必然受到回復(fù)力的作用，彈簧振子的回復(fù)力由彈簧彈力提供，單擺同樣做機(jī)械振動(dòng)， 思考：?jiǎn)螖[的回復(fù)力由誰(shuí)來(lái)提供，如何表示？（教師引導(dǎo)） 梯度小問(wèn)題：（1）平衡位置在哪兒？ （2）回復(fù)力指向？（學(xué)生回答） （3）單擺受哪些力？（學(xué)生黑板展示） （4）回復(fù)力由誰(shuí)來(lái)提供？（學(xué)生回答） 注意：數(shù)學(xué)上的近似必須讓學(xué)生了解，同時(shí)通過(guò)此處也能讓學(xué)生單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是有條件 3．單擺的周期（有條件的話最好讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)） 我們知道做機(jī)械振動(dòng)的物體都有振動(dòng)周期，請(qǐng)思考：?jiǎn)螖[的周期受那些因素的影響呢？ 學(xué)生：可能和擺球質(zhì)量、振幅、擺長(zhǎng)有關(guān)。 單擺的周期是否和這些因素有關(guān)呢？下面我們用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)我們的猜想 為了減小對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，每次實(shí)驗(yàn)中我們只改變一個(gè)物理量，這種研究問(wèn)題的方法就是——控制變量法。首先，我們研究擺球的質(zhì)量對(duì)單擺周期的影響： 那么就先來(lái)看一下擺球質(zhì)量不同，擺長(zhǎng)和振幅相同，單擺振動(dòng)周期是不是相同。 演示1 將擺長(zhǎng)相同，質(zhì)量不同的擺球拉到同一高度釋放。 現(xiàn)象：兩擺球擺動(dòng)是同步的，即說(shuō)明單擺的周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，不會(huì)受影響。 演示2擺角小于10的情況下，把兩個(gè)擺球從不同高度釋放。（由一名學(xué)生來(lái)完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教師加以指導(dǎo)） 現(xiàn)象：擺球同步振動(dòng)，說(shuō)明單擺振動(dòng)的周期和振幅無(wú)關(guān)。 演示3取擺長(zhǎng)不同，兩個(gè)擺球從某一高度同時(shí)釋放，注意要θ≤10。（由一名學(xué)生來(lái)完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教師加以指導(dǎo)） 現(xiàn)象：兩擺振動(dòng)不同步，而且擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，振動(dòng)就越慢。這說(shuō)明單擺振動(dòng)和擺長(zhǎng)有關(guān)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：?jiǎn)螖[周期僅與擺長(zhǎng)有關(guān)（學(xué)生總結(jié)） 荷蘭物理學(xué)惠更斯研究了單擺的振動(dòng)，在大量可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)一系列的理論推導(dǎo)和證明得到：?jiǎn)螖[的周期和擺長(zhǎng)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 4用單擺測(cè)定重力加速度（學(xué)生自行學(xué)習(xí)本內(nèi)容） （四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè) 例 1：已知某單擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，振動(dòng)周期為T，試表示出單擺所在地的重力加速度g. 例 2：有兩個(gè)單擺，甲擺振動(dòng)了15次的同時(shí)，乙擺振動(dòng)了5次，則甲乙兩個(gè)擺的擺長(zhǎng)之比為_________。 （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè) 九、板書設(shè)計(jì) 4單擺 1單擺模型 （1）擺線質(zhì)量不計(jì)且足夠長(zhǎng) （2）擺球小而重 2單擺的運(yùn)動(dòng) （1）受力分析：重力 拉力 （2）回復(fù)力來(lái)源：重力沿切線的分力 3單擺的周期： 十、教學(xué)反思 本節(jié)課難點(diǎn)在于回復(fù)力的分析，應(yīng)給予相當(dāng)時(shí)間突破！另外突破此難點(diǎn)時(shí)最好是在教師主導(dǎo)下完成，避免達(dá)不成本節(jié)目標(biāo)。