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1、单摆(2)课堂模式： 学生实验，发现问题，现象分析，思维引导，规律运用，理解掌握。思维方法： 主要是辨证逻辑思维方法和抽象逻辑思维的指导和运用。教学步骤：一. 复习“弹簧振子” 的内容简谐振动恢复力特征 . 周期公式 . 二. 两人一组实验器材（铁架台、木夹、小铁球、小木球、细线、秒表、刻度尺、三角板），组装成单摆并作小角度摆动。提醒学生注意悬点的固定。1.对于这个“摆”（指导学生思考抽象）：若线的伸长可以不考虑、线质量跟球质量比较可以忽略；而球的直径又远小于线的长度，这一装置就是物理学中的“单摆”（物理无穷小与物理无穷大的辨证思维）。给出“单摆”的概念 “一个质量不计的、不能伸长的细线系一个
2、质点”，指出这是一个理想化的物理模型。 2. 学生观察回答问题：单摆的运动有什么特征？根据已有知识，把它称作何种运动？（应回答：小球在一中心点两侧，来回重复地周期性运动，这是一种振动。） 3. 摆线长L不变，分别用铁球、木球组成的单摆作小角度振动，用秒表测出单摆的振动周期T。 为减小周期测定的误差，启发学生讲出减小误差的方法：测出全振动N次的总时间t，再用总时间去除以总振动次数，求得周期T。在测量时还要指导学生，应在振动若干次后从平衡位置开始计时并数周期数0、1、2、3、。实验结果：振动周期与摆球的质量无关。（设问，为什么？）教师画单摆受力图和同学们一起分析得出单摆回复力F为重力的切向分力mg
3、sin，在角度5时，（告诉学生，这是要求很高的条件，可以得到很“精确”的“近似”，它在xL时成立，这时摆的曲线摆动转化为直线振动了。），又回复力F与位移x始终反向 即有 ，这表明单摆作小角度的振动为简谐振动。振动加速度 ，与质量m无关，跟实验结果一致。（下面的分析是渗透在教学过程中）力是物体产生加速度的（外部）原因，作为物质属性的惯性则是阻碍加速度的产生，它们是一对矛盾。正是力与惯性这一对立的统一体决定了物体运动状态改变所遵循的规律牛顿运动第二定律。根据唯物辨证的认识观，矛盾对立的两个方面在一定条件下能够转化，继而形成新的统一体。对于单摆，质量m的大小不仅决定了惯性（保持物体原有运动状态）大小
4、，同时质量m的大小也决定了回复力（改变物体的运动状态）的大小。力与惯性在重力场物质与实物粒子物质（小球）相互作用的条件下，形成新的统一体，表现为单摆振动加速度与质量无关。（实际上单摆振动与质量并不是无关，试想若没有小球的质量，也无所谓重力，也就不会有单摆振动的运动形式了。）4. 在5内，改变单摆的振幅测振动周期。实验结果：周期相同。（设问，为什么？）让学生回忆简谐振动的振动图象（教材顺序作了处理，“单摆”内容放在“振动图象”后面），引导得出振动位移随时间的变化规律为 ；又由加速度与位移成正比，得到振动加速度大小随时间的变化规律为 。可以看出，振动的位移与加速度都随时间成正弦规律周期性变化，即加速度与位移的变化是同步的，变化率是相同的，故有振动周期与振幅无关。 改变摆线长度，再测振动周期。清楚摆长的概念，指导学生用正确方法测量摆长（一般取0.5-1.5米）。实验结果：振动周期与摆长的平方根成正比。四.告诉学生，可以测定振动周期还与重力加速度的平方根成反比。进一步指出，实验测定与理论推导都表明，单摆作简谐振动的周期计算公式为： .五. 由单摆恢复力 代 入周期公式 ， 得到单摆周期： .六. 介绍伽利略发现摆的等时性的故事，以及他对摆的进一步研究。 用心 爱心 专心
