鲁科版高中物理选修3-4课件 单摆课件3

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案 设
长度相比可忽略.(√)
基 达


(3)单摆模型中对摆角的要求是小于 5°.(√)










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LK·物理 选修 3-4






法 分 析
3.探究交流


单摆做简谐运动的回复力是摆球所受重力与悬线对摆 究
球的拉力的合力提供的吗?



【提示】 单摆做简谐运动的回复力是摆球所受重力在 堂
基 达


情感态度 通过介绍科学家的情况,激发学生钻研知识,
与价值观 探索科学的兴趣,鼓励学生勇于创新.










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学 教
●课标解读
堂 互


分 析
1.知道什么是单摆,知道单摆是一种理想化的模型, 探 究
学会用理想化的方法建立物理模型.

2.理解单摆振动的回复力来源,理解摆角很小时单摆 当
法 1.理解单摆振动的特点和单摆
互 动
分 析
做简谐运动的条件.

1.单摆的周期公式及其应 究
2.了解影响单摆周期的因素, 用.(重点)

学 方
掌握单摆周期的公式.
2.单摆回复力的分析.(重
当 堂


设 计
3.能利用 T=2π
l 解释常见 g
点) 3.用近似法证明在偏角很小
基 达 标
的涉及单摆的现象.学会用 g=










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பைடு நூலகம்



教 法
(2)单摆的回复力
互 动
分 析
①回复力的来源:摆球的重力沿圆弧切线方向的_分__力__._
探 究
②回复力的特点:在偏角很小时(通常 θ<__5_°__),单摆
教 学
所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比,方向总指向
当 堂


案 设 计
平衡位置,即 F=-mlgx.
基 达 标
(3)运动规律

单摆在偏角很小时做_简__谐___运动,其振动图象遵循正弦


自 主
函数规律.
时 作



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教 法
2.思考判断
互 动
分 析

(1)单摆模型中对细线的要求是细线的伸缩可忽略,质量 究
可忽略.(√)
教 学

(2)单摆模型中对小球的要求是密度较大,其直径与线的 堂


学 方
B.摆球受的回复力最大时,向心力为零;回复力为零
教 学
关于单摆,下列说法中正确的是( )
课 堂


法 分
A.摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置

B.摆球受到的回复力是它的合力
动 探 究
C.摆球经过平衡位置时,所受的合力为零


学 方
D.摆角很小时,摆球受的合力的大小跟摆球对平衡位
堂 双


设 置的位移大小成正比

达 标
【审题指导】

明确平衡位置 ―→ 受力分析 ―→ 确定回复力来源



主 心做往复运动的回复力.




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法 分 析
2.在摆角很小时,sin
θ
≈θ
=xl ,G1=Gsin
θ
=mlgx,
动 探 究
G1 方向与摆球位移方向相反,所以回复力表示为 F 回=-G1
教 学
=-mlgx,令 k=mlg,则 F 回=-kx.因此,在摆角 θ 很小时,
教 学 方
gl .他绑了金属块之后,反而使摆锤的重心下移,增大了摆
当 堂 双
案 设
长,使周期进一步增加,而走得更慢.
基 达












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分 析
单摆做简谐运动的条件
探 究

【问题导思】



方 案
1.如何确定单摆运动的回复力?
双 基



2.如何证明单摆的运动是简谐运动?
故此时合外力也就是回复力.
课 前
3.在平衡位置处时,由于速度不为零,故向心力也不 课


主 导
为零,即此时回复力为零,但合外力不为零.
作 业

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法 分 析
1.关于单摆摆球在运动过程中的受力情况,下列结论 正确的是( )
动 探 究
A.摆球受重力、摆线的张力、回复力、向心力作用
课 前 自
4πT22l测重力加速度.
的条件下单摆的振动是简
谐运动.(难点)
课 时





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分 析
单摆的运动
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课 堂 互 动 探 究
教 学
1.基本知识
当 堂


案 设
(1)单摆模型
基 达

把一根细线上端固定,下端拴一个小球,线的_质__量__和 标
球的_大__小___可以忽略不计,这种装置叫做单摆.











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分 析
探 究

图 1-3-2




判断单摆是否做简谐运动,可分析摆球的受力情况,看 双


设 计
回复力是否符合 F=-kx 的特点,如图 1-3-2 所示.
达 标
1.在任意位置 P,有向线段O→P为此时的位移 x,重力
课 前
G 沿圆弧切线方向的分力 G1=Gsin θ 提供摆球以 O 点为中


方 案
与之类似的运动(秋千).学生总结其运动规律.教师在实验
双 基


计 桌上摆出铁架台、细线和钢球组成的一个简单的单摆装置, 标
引导学生认识什么是单摆.










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教 学
●教学流程设计




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课 堂 互 动 探 究
教 学
课前预习安排:
当 堂
方 案
1.看教材
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学 教
第3节 单 摆
课 堂 互
法 分 析
教师用书独具演示
动 探 究
●课标要求
教 学
1.能使学生从理想化的角度去理解单摆的结构.
当 堂
方 案
2.从力的作用效果的观点去分析回复力,并能用近似法来
双 基
设 计
知识 表达回复力 F=-mlgx
达 标
与技 3.通过猜想和实验,培养探究物理问题的能力.能利用 T
教 力,回复力不是摆球所受的合外力.



方 案
2.摆球经过平衡位置时,回复力为零,沿圆弧切线方
双 基


计 向的加速度为零,但合外力和向心加速度都不等于零.

3.单摆的摆动不一定都是简谐运动,只有单摆做小角
课 前
度(摆角小于 5°)摆动时才认为是简谐运动.








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双 基
设 计
2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论)
达 标










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教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学









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教 学
(2)周期公式
教 法 分
①公式:T=__2_π____g_l _.

课 堂 互 动 探 究
②单摆的等时性:单摆的周期与振幅无关.
(3)利用单摆测定重力加速度
教 学 方 案
①由 T=2π
l得 g
4π 2l g=__T__2 ___.可见,只要测出单摆
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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LK·物理 选修 3-4
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学


方 案
的振动是简谐运动.
双 基



3.知道单摆的周期与什么有关,掌握单摆振动的周期 标
公式,并能进行有关的计算.
课 前
4.知道研究单摆的振动周期时采用的科学探究方法. 课


主 导
5.能够利用单摆来测定重力加速度.
作 业

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教 法
●教学地位
互 动
分 析
单摆作为一个机械振动的具体实例,为巩固理解简谐运
课能
前 自
=2π
gl 解释常见的涉及单摆的现象.学会用
g=4Tπ2
2
l
课 时

测重力加速度.

作 业

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分 析

1.通过单摆的学习,学会用理想化的方法建立物 究
过程与方 理模型.
教 学

2.通过单摆做简谐运动的条件,学会用近似法处
当 堂


案 设
理物理问题.



如图 1-3-1 所示,某同学家的摆钟走慢了,他认为是 标
摆锤过轻造成的,因此,他在摆锤下方紧挨摆锤绑了一金属
课 前
块.你认为他做的正确吗?








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分 析
【提示】 这样做只能使摆钟走得更慢.其实摆钟走得 探 究
快慢与摆锤的轻重无关,因为单摆的周期公式是:T=2π









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教 法
【解析】 单摆的回复力不是它的合力,而是重力沿圆
互 动
分 析

弧切线方向的分力;当摆球运动到平衡位置时,回复力为零, 究
但合力不为零,因为小球还有向心力,方向指向悬点(即指
教 学
向圆心);另外摆球所受的合力与位移大小不成正比.
当 堂


案 设
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
当 堂 双 基


计 的_摆__长___和_周__期___,就可测出当地的重力加速度.

②单摆的摆长是从悬点到_摆__球__球___心__的距离.
课 前
③单摆的周期要用秒表测量多次全振动的总时间、求平 课


主 导
均值.
作 业

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2.思考判断
互 动


(1)摆长越长,摆球质量越大,周期越长(×)
探 究
动的规律及其特点起了重要的作用.单摆作为生活中抽象出
教 学
的物理模型,与日常生活、生产实践、科学研究有密切联
当 堂


案 设
系.是高中物理振动的核心内容.既是本章教学重点.又是
基 达


高考的热点.










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分 析
探 究
●新课导入建议

播放一个摆钟的视频引入新课.学生看后并列举生活中 当
探 究
(2)摆动幅度越大,周期越长.(×)
教 学 方 案
(3)根据 T=2π
gl 得 g=4πT22l故要测当地的重力加速
当 堂 双 基
设 计
度,只需测摆长和周期.(√)
达 标










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