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1、单摆教学设计（人教版，选修3-4）一、教学目标（一） 知识与技能1.理解单摆模型；2.懂得作单摆的受力分析，并能推导回复力公式；3.掌握显示单摆图像的沙漏实验；4.了解单摆的周期跟什么因素相关，掌握单摆周期公式；5.了解单摆在实际中的应用，使用单摆周期公式解决实际问题。（二） 过程与方法1.理论与实践相结合；2.培养化抽象为具体的水平及逻辑推理水平；3.学会用近似法推导公式。（三）情感态度与价值观1.逐步养成学会质疑、思考的习惯；2.培养学生合作学习的意识。二、重难点（一）难点：证明单摆来回摆动是简谐运动。（二）重点：单摆周期公式及其应用。三、教学设计过程（一）趣味实验引入1给学生看一段课前录
2、制好的视频。视频中，水杯先是来回运动（几乎在一水平线上做来回运动）；让学生猜想，水杯的运动是怎样实现的。再把水杯运动的“真相”告诉学生：水杯被一根长绳所系，在来回摆动。 2.游戏课前，在教室门口吊着水杯，让一学生站着不能动，手拉起水杯紧贴鼻子处，并释放。（释放前，强调改学生不能动，营造紧张氛围，让全班学生猜想后果）试验后，让亲自经历的学生说一两句感受。3.教师引导学生进入本节课的教学要点在视频中，水杯的摆动幅度越来越小，在游戏中，水杯撞不到鼻子，也就是摆动的幅度也越来越小，这是为什么呢？预计学生会回答，这是阻力影响的结果。（二）单摆模型 1.教师：在生活中，我们经常看到悬挂起来的物体在竖直面内
3、来回摆动，我们这节课的任务，就是研究这类模型的运动。我们用细绳悬挂着一个小球来代替它们，如果线的质量和球的质量相比能够忽略，球的直径和线的长度相比能够忽略，球所受的空气阻力和球的重力相比能够忽略，就能够把这样的装置叫做单摆。2.引导学生总结单摆的特点：（1）线的质量和球的质量相比能够忽略；（2）球的直径和线的长度相比能够忽略；（3）球所受的空气阻力和球的重力相比能够忽略。（三）证明单摆的运动是简谐运动1.回顾简谐运动的规律，并引导学生如何设计实验证明单摆的来回摆动是简谐运动。（1）简谐运动规律：振动图像是一条正弦曲线；回复力.（2）引导学生从运动图像和回复力两方面探究。2.教师演示：从振动图像
4、证明教师演示实验：在水球下方放一轨道，调节轨道一端高度，让小车能够带着薄纸板做匀速直线运动（通过位移记录时间），在水中中装满水。把水球拉开一小角度并释放，同时释放小车使其做匀速直线运动。最终流在薄纸板上的水的痕迹所成的图形刚好是正弦图像，证明水球做的是简谐运动。3学生合作推导：从回复力证明同桌讨论如何推导小球来回摆动的回复力，并通过数码展示台展示学生的推导过程。 通过推导，能够证明，单摆做的是简谐运动。（四）单摆的周期 教师：单摆的来回摆动属于简谐运动，那么我们怎样求单摆的振动周期呢？单摆的振动周期和那些因素相关呢？学生猜想：小球质量、摆长、振幅学生实验探究实验器材：铁架台、不同材质的小球、绳子、秒表。教师提示实验方法：控制变量法学生分组设计方案，并动手实验。通过实验，能够分析单摆周期与摆长相关，与小球质量、振幅大小无关，。数据处理：通过大致分析，可知单摆周期与摆长的二次方相关。教师将学生的实验数据录入电子表格，并且生成图像，得到一条倾斜的直线。从图线能够得到关系式（五）单摆周期公式的应用1实际应用：周期是2s的单摆叫秒表，已知，求秒摆的摆长。（直接应用单摆周期公式就可以求解）2.分组讨论：用单摆测重力加速度。实验原理：由得实验测量量：单摆周期及摆长实验数据处理：改变摆长多测几组数据，用图处理数据求重力加速度。
