摆的研究和制作一个摆-完整版
摆的研究课件
要点三
研究摆与其他领域的 交叉应用
探索摆在物理学、生物学、工程学等 其他领域的应用，研究其共性和规律 性。
06
摆的结论和展望
摆的研究结论
摆的周期公式
单摆周期公式为T=2π√(L/g)， 其中L为摆长，g为当地重力加速 度。这个公式可以用来预测摆的 周期时间。
等效质量和等效重力 加速度
在摆的研究中，我们使用等效质 量和等效重力加速度的概念来简 化问题。对于一个相对于地球表 面高度为h的摆，其等效重力加 速度为g'=g(1+h/R)，其中R为 地球半径。
2023
《摆的研究课件》
目录
• 摆的简介 • 摆的种类和特点 • 摆的应用 • 摆的实验与模型 • 摆的进一步研究 • 摆的结论和展望
01
摆的简介
摆的定义
摆是由一根固定在一端的轻杆或细线，另一端悬挂物体组成 的简单装置。
摆动过程中，悬挂物体在重力作用下沿弧线轨迹运动，而摆 线在垂直方向上振动。
下进行周期性往复振动。
特点
单摆运动规律简单，当摆角小于 5°时，可近似认为摆角不变。因 此，单摆常被用作简谐振动模型 。
应用
单摆在计时、测量和振荡等领域有 广泛的应用，如摆钟、地震监测等 。
双摆
定义
双摆是指两个单摆在同一支架 上悬挂，相互之间有一定距离 ，同时受到外力作用而产生周
期性往复振动。
特点
03
摆的应用
物理学中的应用
振动系统
摆被广泛应用于物理学中的振动系统，如钟摆、振荡器等， 用来测量和记录振动频率、能量传递等物理现象。
重力加速度测量
通过测量摆的振动周期和摆长，可以得出重力加速度的值Βιβλιοθήκη 进而推算出所在位置的重力场分布情况。
摆的研究PPT课件演示文稿
实验过程： 不改变摆绳的长短、摆幅大小，分别用1个
勾码、2个勾码、3个勾码，测出摆在15秒内摆动 的次数。
第8页，共15页。
第一次 第二次 第三次
原来重量
两倍重量
三倍重量
结论：通过实验，我们发现＿＿摆＿的＿快＿慢＿与＿摆＿锤＿重＿量＿无＿关＿。＿＿。
小提示： 1、合理分工：1人掌握摆锤，1人计时，1人数数，1人记录。 2、小组内要配合好，为减小误差，开始计时时要说“放”，到时间时要说“到”。 3、数数时要默默地不出声，以免互相干扰。 4、测完后，请整理好器材并坐端正。
第9页，共15页。
结论：
摆的快慢与摆锤重量无关。
2/10/2022
第10页，共15页。
实验计划二
研究问题：摆的快慢与摆线的长短有关吗？
实验方法： 需要改变的条件是： 摆绳的长短 不需要改变的条件是： 摆幅的大小，摆锤的重量
实验过程： 不改变摆幅的大小，摆锤的重量，分别用原绳
长，一半的原绳长，测出摆在15秒内摆动的次数。
第14页，共15页。
无关
摆锤
摆绳越长，
摆动越慢
摆绳越短，
摆动越快
有关
摆绳
六 摆 的 研 究
第15页，共15页。
摆的研究PPT课件演示文稿
第1页，共15页。
摆
摆幅
摆绳
摆锤
第2页，共15页。
第3页，共15页。
你知道是哪个小朋友荡的快吗？
第4页，共15页。
你知道是哪个小朋友荡的快吗？
第5页，共15页。
为什么摆动的 快慢不一样呢？
第6页，共15页。
第7页，共15页。
ห้องสมุดไป่ตู้
五年级科学《摆的研究》课件
五年级科学《摆的研究》课件目录CONTENCT •摆的基本概念与原理•摆的种类与特点•摆的实验设计与操作•摆的影响因素探究•生活中的应用实例分析•总结回顾与拓展延伸01摆的基本概念与原理摆的定义及组成摆的定义一个重物或物体在固定点上悬挂，可以在重力作用下自由摆动的系统。
摆的组成摆由悬挂点、摆线和摆锤组成。
悬挂点是固定的点，摆线连接悬挂点和摆锤，摆锤是摆动的部分。
摆的工作原理重力作用摆锤受到重力的作用，使得摆锤在摆动过程中产生往复运动。
惯性作用当摆锤向一侧摆动时，由于惯性作用，它会继续向该侧摆动，直到受到反向的力使其改变运动方向。
摆动过程在摆动过程中，摆锤不断在重力和惯性作用下改变运动状态，形成周期性的摆动。
摆的周期与频率周期摆完成一次完整的摆动所需的时间称为周期。
周期用T表示，单位是秒（s）。
频率单位时间内摆完成摆动的次数称为频率。
频率用f表示，单位是赫兹（Hz）。
频率与周期成反比关系，即f=1/T 。
02摆的种类与特点80%80%100%单摆是由一根固定在一端的轻杆或细线，另一端悬挂一个质点组成的简单摆动系统。
在重力作用下，质点在垂直于杆或线的平面内做往复摆动。
T = 2π√(L/g)，其中T为周期，L为摆长，g为重力加速度。
定义运动特点周期公式定义运动特点周期公式各质点的运动轨迹不再是简单的圆弧，而是复杂的曲线。
整个系统的摆动周期与质点的分布和转动惯量有关。
T = 2π√(I/mgh)，其中T 为周期，I 为转动惯量，m 为总质量，g 为重力加速度，h 为质心到转动轴的距离。
复摆是由一根绕固定点转动的刚性杆和在杆上分布的多个质点组成的摆动系统。
傅科摆定义傅科摆是一种特殊的复摆，由一根长而重的金属棒和悬挂它的细线组成。
金属棒可以在水平面内自由摆动。
运动特点当傅科摆受到地球自转的影响时，其摆动平面会发生偏转。
这种现象被称为傅科摆的进动。
地理意义通过观察傅科摆的进动方向和速度，可以测定地理纬度。
在极地地区，傅科摆的摆动平面几乎与地面垂直；在赤道附近，摆动平面则几乎与地面平行。
机械摆钟和摆的研究
改变的条件：摆锤重量 不变的条件：摆绳长度、摆幅大小、 每次摆动时间：15秒
实验材料：铁架台、塑料球、 金属球、秒表 实验建议：
1、做好人员分工——实验员、计时员、计数员、记录员。 2、摆一旦碰到其它物体，本次实验无效，重新开始实验。 3、塑料球和金属球这两个不同的摆的摆绳长度必须相同。 4、每个摆各做3次，每次摆动的时间为15秒。
发现： 摆锤重量不同的摆在相同的时间内 ★结论
摆动次数是一样的。 ：摆的快慢和摆锤重量无关系。
研究主题（3）：
摆的快慢和摆绳长度有关吗？ 改变的条件：摆绳长度 不变的条件：摆锤重量、摆动幅度 、 每次摆动时间15秒
发现：摆绳越短，摆摆动得越快，
摆绳越长，摆摆动得越慢。 ★结论：摆的快慢和摆绳长短有关系
小组合作，合理分工 分计时员，操作员，记录员，汇报员
我们的发现
1. 同一个摆每分钟摆动的次数是相同的。 2.不同的摆每分钟摆动的次数是不同的。
★ 单摆具有等时性：同一个单摆 每摆动一次所需的时间是相同的。
二、摆的研究
★在相同时间内， 摆的次数越多，说明这个摆摆动的速度越快; 摆的次数越少，说明这个摆摆动的速度越慢。
一、机械摆钟
钟摆每分钟摆动的 次数相同吗? ★结论： 钟摆每分钟摆动 的次数相同。各种摆 钟的摆每分钟都是摆 60次。
观察我们的摆:
制作一个简单的摆: 拿一条细线，上端固 定，下端挂上一个小重物， 就组成了一个简单的摆。
摆幅
摆绳Leabharlann 摆各部分名称摆锤实验方法
让我们的摆自由摆动，用秒表计时， 每隔15秒时间记录一次摆动的次数。 要求：
你知道吗？
摆的快慢与摆幅大小（无关 ）。 摆的快慢与摆锤轻重（ 无关）。 摆的快慢与摆绳长度（有关 ）。 摆线越短，摆摆动得越（ 快 ）。 摆线越长，摆摆动得越（ 慢 ）。
摆的研究实验记录单
通过实验，了解单摆在物理学中的应用，包括钟摆、摆锤等。
详细描述
在实验中，观察不同类型的单摆应用，如钟摆、摆锤等。通过这些实例，了解单 摆在物理学中的重要应用。
02
实验原理
单摆的周期公式
摆长（L）：指单摆悬挂点到摆球的垂直距离。 摆球质量（m）：指单摆球体的质量。 单摆的周期公式为：T=2π√(L/g)
验证单摆的周期与重力加速度之间的关系
总结词
通过实验，验证单摆的周期与重力加速度之间的关系，发现重力加速度越大 ，周期越小。
详细描述
在实验中，使用不同重力加速度的环境（例如在山顶和在海平面上进行实验 ）来观察单摆的周期变化。通过数据分析，发现重力加速度与周期之间存在 反比关系。
了解单摆在物理学中的应用
摆角（θ）：指单摆偏离竖直位置的角度。
重力加速度（g）：由于地球的引力产生的加速度。
其中，T为单摆的周期，L为摆长，g为重力加速度。该 公式描述了单摆摆动的周期与摆长和重力加速度之间的 关系。
重力加速度对单摆周期的影响
1
在不同地理位置，由于重力加速度的变化，单 摆的周期也会发生变化。
2
重力加速度值增加，单摆的周期会变短；重力 加速度值减小，单摆的周期会变长。
游标卡尺
测量范围
根据实验需要，选择合适的测量范围。
精度
选用高精度的游标卡尺，以获取更准确的数据。
砝码盘及砝码
质量选择
根据实验需要，选择合适质量的砝码。
平衡状态
在实验开始前，确保砝码盘和砝码处于平衡状态。
04
实验步骤
组装单摆实验装置
准备实验器材
铁架台、单摆实验器、秒表、游标卡尺、重物等。
安装铁架台
《摆的研究》PPT课件
实验记录表：
问题：摆的快慢与什么条件有关？
假设：
保持不变的条件是： 需要改变条件的是： 实验记录：
改变的 条 件 实验结果 （ ）次／15秒 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 最 后 结 果
摆角的大小和摆锤的重量 摆线的长短
1 2
结论： 摆的快慢与摆长有关系，摆长越长摆得就慢，摆长 越短摆得越快，:
1.小组要注意分工合作完成实验。 2.实验中要轻声交流。 3.在按下秒表的同时要放摆锤。 4.实验中要认真填写实验数据。 5.实验完成后认真分析整理数据， 形成结论，同时整理实验仪器。
问题: 经过一星 期的观察,发现 这口钟走快了2 分钟 ,现在你能 想办法让它走 慢些吗?
思考: 这两个摆绳长短、摆锤轻重都一 样的摆,安装在相同的支架上,它们摆动 快慢会一样吗?
摆的研究
带摆 的钟
摆幅
摆线 摆锤
假设：
1.摆的快慢与摆幅的大小有关系 2.摆的快慢与摆线的长短有关系 3.摆的快慢与摆锤的轻重有关系
要正对着摆，拿起摆锤，摆线要直，摆角不要太 大 听到开始实验时，手轻轻一松不要用力推
记住三十秒的时间你制作的摆摆了几次？
注意事项:
控制变量法：
每次研究只能改变一个变量
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甲
乙
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实验目的：研究摆锤的长短是否影响摆的摆动快慢
实验方法：
研究内容
改变的条件
不变的条件
摆锤长度对摆的摆 摆锤短 摆锤重量、摆动幅度（＜5°）
大些还小些，完成一次摆动的时间是相 同的，这个摆角是指摆线与竖直方向的 夹角。当摆角大于5°，摆的等时性会被 打破，所以日常的钟摆的摆动幅度都很 小。
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实验记录： 15秒内摆动次数的观察记录
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摆绳长度对摆的摆动快慢有影响。 摆绳短，摆动快；摆绳短，摆动慢。
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摆的快慢与什么有关？
动快慢的影响
摆锤长 摆动时间、摆绳长度
实验材料：铁架台，铁垫圈，棉线，秒表，记录单
实验步骤：（1）把长度分别是20cm、30cm的摆锤固 定在棉线下，棉线固定在铁架上；
（2）让摆小幅度地自由摆动；计时15秒， 观察摆动的次数；
（3）重复三次，并记录；分析得出结论。
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实验记录： 15秒内摆动次数的观察记录
摆的快慢与摆长的长度有关， 摆长越短,摆动越( ); 摆长越长,摆动越( )。
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摆的研究
《摆的研究》教学设计教案背景本节课是通过实验探究摆的快慢与什么因素有关，它的主体活动是“用摆做实验”。
这节课安排在学生自己制作摆、认识摆、玩摆的基础上，因此让学生根据已有的知识经验，对影响摆摆动快慢的因素提出假说，并根据假说设计实验，通过实验操作，验证影响摆的快慢的主要原因，初步得出影响摆摆动快慢因素的科学概念。
教学课题摆的研究概念分析：1、概念地位：同一个摆，单位时间内摆动的次数是一样的（快慢）；不同的摆，单位时间内摆动的次数是一样的。
→摆摆动频率与什么因素有关。
→做一个一分钟摆30次的摆。
2、主要概念：摆的快慢与摆绳的长度有关。
摆绳越长，摆摆动得越慢；摆绳越短，摆摆动得越快。
教学目标：1、推测摆的快慢与什么因素有关，并根据自己提出的假说设计实验进行验证。
2、对实验过程中搜集到的数据进行分析，得出影响摆摆动快慢的因素。
3、让学生意识到经验可能是错的，正确的实验结果是需要反复测量的。
教学资源：1、学生制作摆、认识摆、玩摆的经验。
2、铁架台、摆绳、秒表、量角器、体积相同，材质不同的圆柱体等实验材料。
教学过程：一、探究铺垫1、教师出示一个摆，问：“同学们还记得摆各部分的名称吗？”2、教师问：“怎样才算摆动一次呢？”二、提出问题1、请同学们小组合作，制作一个摆，并测出摆在10秒内摆动的次数。
⑴学生小组合作，完成测量摆10秒内摆动次数的活动。
【百度搜索】摆的研究/programs/view/mN-KJQbOHc8/⑵各小组汇报测得的数据。
2、师板书各小组测得的数据，问：“你们有什么问题吗？”（各个小组测得的数据为什么不一样？）3、师：每组的摆摆动的时间是一样的，但是摆动的次数却不一样。
摆动次数多的说明它摆得快，摆动次数少的说明它摆得慢。
那摆摆动的快慢与什么有关呢？我们一起来研究。
板书课题摆的研究三、提出假说1、同学们小组里讨论讨论，你们觉得摆摆动的快慢与什么有关？这么想的根据是什么？2、各小组汇报自己的猜想，并说出猜想的根据。
动手实践：摆的研究实验教案
在科学学习中，动手实践是非常重要的一环。
通过亲自动手做实验，学生可以深入了解科学知识的本质及其应用，进而加深对科学知识的理解和记忆。
在中学物理教学中，摆的研究便是一个非常经典和典型的实验课程。
本文就将给大家介绍一下如何设计一堂摆的研究实验教案。
一、教学目标本实验旨在通过探究摆在不同条件下的运动规律，让学生深入了解物理学中的振动学原理，同时提高学生的观察能力，培养其动手实践能力和科学探究能力。
通过本课程，学生应达到以下目标：1. 了解摆的概念，明确重力、摩擦力和阻力等对摆运动的影响。
2. 掌握实验测量的方法，包括测量时间、长度、角度等。
3. 学会使用科学方法进行观测、记录和分析数据。
4. 探究摆在不同条件下的运动规律，了解摆的周期、频率等概念。
二、教学内容和步骤1. 教师向学生普及摆的概念并展示实验装置。
2. 要求学生进行实验观察，分别在相同高度条件下分别测量不同重物的摆动时间，记录数据并分析其结果。
3. 教师对数据结果进行分析，给出不同重物摆的周期和频率，让学生进行观测和对比，了解不同物体摆的运动规律。
4. 针对摆在空气中运动过程中阻力等因素的影响，让学生分别在真空中和空气中进行摆的运动实验，记录数据并比较两种条件下的结果。
5. 教师对比真空和空气下的运动规律，引导学生思考阻力等因素对摆的运动的影响。
6. 借助实验实例，让学生自己设计研究案例，进行分组实践讨论，运用他们所学习的知识和技能展开原创性研究。
三、作业布置1. 学生进行实验报告的撰写，记录和总结本次实验的观察和数据结果。
要求同学们进行数据图示和分析，对不同因素的影响进行探讨和研究。
2. 让学生带来自己的摆或钟摆，在同伴面前展示和分析摆的运动特点。
要求拓展思路，探究摆的运动规律在实际生活中的应用，如怎么利用摆来检测地震、测量高度等情况。
四、教学重点难点1. 摆的运动规律和周期性振动的特点。
2. 实验设计和操作技巧。
3. 数据的收集、分析和解读。
摆的研究PPT课件1讲课稿解读
1. 要正对着摆，拿起摆锤，摆线要直，摆角 不要太大；
2. 听到“开始实验”的口令时，手轻轻一放， 不要用力推；
3. 摆出去，再回来，这样往返一次，我们记 作摆动一次。
4. 记下15秒钟内你制作的摆，摆动了几次？
合理分工： 一个同学实验(操作员） 一个同学计时（计时员） 一个同学数数 一个同学记录。
实验一次记录一次,反复试验三次。 实验后共同分析，整理数据。
填写记录单
实验记录单 原来重量 两倍重量 三倍重量
第一次 第二次 第三次
结论： 摆的快慢与摆锤重量无关。
活动二：
猜测： 摆摆动的快慢与摆绳的 长短有关吗？
填写记录单
第一次 第二次 第三次
15秒内摆动次数记录
原来绳长
两倍绳长
结论：
A小于15克 B15克 C大于15克
2、钟摆的快慢与（ ）有关 A、摆锤的重量 B、摆长 C、摆动的幅度
3、一个摆每分钟摆动60次，为了减少成40次应该（） A、增加摆绳长度 B、减少摆绳的长度 C、增加摆锤重量 C、减少摆的幅度
说一说：
这节课你有哪些收获
评价 这节课谁的表现最好
你能想办法让 它走慢些吗?
小
朋 友 荡 得 更 快 些 吗 ？
你 能 想 办 法 让 这 位
摆长
摆长
. . .
摆线的长度不等于摆的长度 。
摆的研究
摆锤
} 无关
摆 摆幅 摆线 ——有关
越长 越慢 越短 越快
强化练习
1、有一个摆锤重50克的摆每分钟摆动15次，当摆锤增 加100克时，每分钟摆动（ ）次
摆的快慢与摆绳的长短 有关。
摆绳越长，摆动的越慢； 摆绳越短，摆动的越快。
摆的研究
6次
探究过程
发现： 从数据上看，摆摆动的
快慢与摆绳的长度有关。
探究过程 想一想
摆的快慢与什么有关
下面两个摆，摆绳的长度相同，摆锤的重量不同，
摆摆动的快慢会一样吗？ 先推测后测试。
探究过程
实验探究记录表
预测结果 实际结果
摆锤重 11次
摆锤轻 12次
探究过程 观察下列摆，你有什么发现吗？
摆长
摆绳长 重心
发现：摆绳的长度不等于摆长。
摆长
探究过程
实验探究（二）： 出示两个摆，摆锤的重量相同，绳子的长度
不同，摆摆动的快慢会一样吗？先推测，在测试。
摆长
摆长
探究过程
实验探究记录表
预测结果 实际结果
摆绳长 10次
摆绳短 15次
探究过程
结论： 摆摆动的快慢与摆锤的重
量无关，与摆长有关。摆长越 长，摆动越慢，摆长越短，摆 动越快。
探究过程
改变摆绳的长度，不改变摆锤重量
探究过程
探究过程 实验要求： 1.改变摆绳的长度，不改变摆锤的重量； 2.重复做几次实验； 3.观察时间是15秒； 4.小组同学分工合作； 5.计时要准确，作好记录。
探究过程
第一次 第二次 第三次
15秒内摆动次数记录
原来绳长两倍绳长10次 Nhomakorabea6次
11次
7次
10次
长——慢 短——快
拓展延伸 单摆是一种理想的物理模型，它由理想化的摆
球和摆线组成。摆线由质量不计、不可伸缩的细线 充当。摆球密度较大，而且球的半径比摆线的长度 小得多，这样才可以 将摆球看作质点。
拓展延伸 1583年，意大利人伽利略创立了著名的等时性
理论，这是钟摆的理论基础。第二年，在他的指导 下，年轻的钟表匠哥士达成功制造出了第一个钟摆。
摆的研究实验教学方案
摆的研究实验教学方案摆是一种常见的物理现象，具有重要的研究价值。
它不仅是物理学中的基础实验对象，也应用广泛于科学和技术领域。
深入研究摆的物理规律、探究摆的运动特性、掌握摆的实验方法，对于提升学生的物理素养和培养创新能力、实验技能具有重要的意义。
在物理教学中，摆作为一个重要的实验教学内容，被广泛运用于教学之中。
要想更好地发挥好摆的教学效果，必须充分掌握摆的物理规律、运动特性和实验方法，制定合理的教学方案。
一、摆的物理规律在摆的研究实验教学方案制定之前，必须深入研究摆的物理规律，从而制定出切实可行的方案。
物理规律是物理现象中最重要的部分之一，它是指物理现象在特定的条件下的本质规律。
对于摆，其规律可以简单地概括为：在摆长相同时，在任意初始位置释放摆，摆的周期是恒定的。
即摆的周期T只与摆长l有关，而与摆的质量m、振幅A、始放角度θ和重力加速度g无关。
为了更加深入地研究摆的物理规律，需要对摆的运动特性进行更加详细的探究。
二、摆的运动特性1. 摆的运动形式摆的运动形式可以通过观察摆的轨迹进行判断。
在实验中，通常采用摄像机对摆的运动进行记录，通过分析运动轨迹来判断摆的运动形式。
在不同的摆长、振幅和初位角时，摆的运动形式会发生明显的变化。
2. 摆的周期摆的周期是指摆的一次完整来回运动所需的时间，可以用公式T=2π√(l/g)表示。
通过测量摆的周期，可以很容易地计算出摆的摆长，在实际实验中，我们可以通过改变摆的长度来测量摆的周期。
3. 摆的能量摆的运动是周期性的，能够在固定时间内完成相同的运动，这表明摆具有能量守恒的特性。
在运动的过程中，摆逐渐失去能量，最终停止运动。
要想使摆运动持久，必须不断地输入能量。
三、制定摆的实验教学方案在制定摆的实验教学方案时，需要注意以下几个方面。
1. 实验的目的制定实验方案前，需要确定实验的目的是什么。
例如，检验摆长对周期的影响、检验振幅对周期的影响等。
制定实验前，必须对要进行的具体实验进行全面的规划和设计。