高中物理-单摆教案
高中物理单摆摆幅教案
高中物理单摆摆幅教案目标:让学生通过实验掌握单摆的摆幅与周期的关系。
实验材料:1. 单摆(如小球挂在细绳上)2. 计时器3. 直尺4. 笔记本实验步骤:1. 挂起单摆,使摆球的位置稍微拉开,以确保摆球放开后可以摆动。
2. 计时器开始计时,并记录摆球从左侧摆至右侧再回到原点所需的时间T1。
3. 重复步骤2,记录多次时间T1,并求平均值T1_avg。
4. 测量单摆的摆长L(即细绳长度)。
5. 使用公式T = 2π√(L/g) 计算出预期的摆周期T_expected。
6. 比较实际测量出的平均周期T1_avg 和预期周期T_expected 的关系,观察是否存在差异。
数据分析:1. 比较实际测得的平均周期T1_avg 与预期周期T_expected 的关系,观察是否存在误差。
2. 讨论可能导致误差的因素,如空气阻力、摆球质量、摆长测量误差等。
3. 提出改进实验的方法,以减小误差并提高实验结果的准确性。
讨论与总结:1. 讨论单摆的摆幅与周期的关系,明确摆长、重力加速度对摆动的影响。
2. 总结实验中的观察结果,以及对误差及改进实验的认识。
3. 引导学生反思实验中的体验,培养科学精神和实验技能。
延伸拓展:1. 可以在实验中加入不同重量的摆球,探讨质量对摆幅与周期的影响。
2. 可以设计不同摆长的单摆进行实验,比较不同摆长对摆幅与周期的影响。
本实验旨在帮助学生深入理解单摆的基本原理,培养其实验设计和数据分析能力,以及科学思维和探究精神。
通过实验,学生将能够更加直观地掌握单摆的摆幅与周期的关系,提高对物理学的兴趣和理解。
高中物理人教必修一(教案)实验:用单摆测量重力加速度
实验:用单摆测量重力加速度【教学目标】1.学会用单摆测定当地的重力加速度。
2.能正确使用秒表。
3.巩固和加深对单摆周期公式的理解。
4.学习用累积法减小相对误差的方法。
【教学重难点】1.学会用单摆测定当地的重力加速度。
2.学习用累积法减小相对误差的方法。
【教学准备】长约lm的细丝线一根,球心开有小孔的金属小球一个,带有铁夹的铁架台一个,毫米刻度尺一根,秒表一块,游标卡尺一把。
【教学过程】一、实验思路教师:上节课学习了单摆的相关知识,大家是否还记得单摆的周期公式?引导学生会顾单摆的周期公式以及试用条件1.公式:T=2π√lg2.使用条件:(1)θ<5°(2)小球为质点(大小与绳长相比可以忽略不计)教师:可以看出周期公式中含重力加速度g,那么我们可以根据测量单摆的周期来间接测量重力加速度的大小。
3.测量原理:g=4π2lT2其中l为摆长,T为单摆的周期由于一般单摆的周期都不长,例如摆长1m左右的单摆其周期约为2s。
所以依靠人为的秒表计时产生的相对误差会很大。
针对这一问题本实验采用累积法计时。
即不是测定一个周期,而是测定几十个周期,例如30或50个周期。
这样一来,人用秒表计时过程中产生的误差与几十个周期的总时间相比就微乎其微了。
这种用累积法减小相对误差的方法在物理实验中经常会遇到,希望学生要认真领会其精神实质,为以后的应用打下基础。
二、实验装置教师出示装置的对比图,让学生判断选择哪种装置。
学生选择并让学生给出选择的理由。
教师进行总结:①让线的一端穿过小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,做成单摆。
②把线的上端用铁夹固定在铁架台上,把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自由下垂,在单摆平衡位置处做上标记,如图所示。
实验时p上纹个位置为基础。
三、物理量的测量1.摆长的测量教师:根据测量原理,我们需要测量的物理量有:摆长??和单摆的周期??,那么测量摆长怎么测量:学生:刻度尺测量。
物理单摆教案模板范文
一、教学目标1. 知识与技能(1)了解单摆的构成,掌握单摆振动的特点。
(2)理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动,并能解释其成因。
(3)了解单摆的周期与哪些因素有关,掌握单摆的周期公式,并能进行相关计算。
2. 过程与方法(1)通过实验探究,了解单摆的振动特点,掌握实验操作方法。
(2)通过分析、归纳总结,掌握单摆做简谐运动的条件。
(3)通过实验验证,探究单摆周期与摆长、摆角等因素的关系。
3. 情感态度与价值观(1)培养学生在实验中严谨、细致、耐心的科学态度。
(2)激发学生对物理学科的兴趣,提高学习积极性。
(3)培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点(1)单摆振动的特点。
(2)单摆做简谐运动的条件。
(3)单摆的周期公式。
2. 教学难点(1)单摆振动回复力的分析。
(2)单摆周期与摆长、摆角等因素的关系。
三、教学过程1. 导入新课(1)通过展示图片或视频,让学生了解单摆的构成和应用。
(2)提问:什么是单摆?单摆的振动有什么特点?2. 新课讲授(1)单摆的构成:摆球、摆线、固定点。
(2)单摆振动的特点:简谐运动、周期性、摆角很小时近似正弦规律。
(3)单摆做简谐运动的条件:摆角小于或等于5°。
3. 实验探究(1)实验目的:验证单摆周期与摆长、摆角的关系。
(2)实验器材:单摆、秒表、米尺、刻度尺、固定装置等。
(3)实验步骤:①固定摆线,测量摆长。
②改变摆角,测量不同摆角下的周期。
③记录实验数据,分析周期与摆长、摆角的关系。
4. 数据分析(1)根据实验数据,绘制周期与摆长、摆角的函数图像。
(2)分析图像,得出结论。
5. 总结归纳(1)总结单摆振动的特点、做简谐运动的条件。
(2)总结单摆周期与摆长、摆角的关系。
6. 课堂小结(1)提问:通过本节课的学习,你对单摆有什么新的认识?(2)布置作业:完成课后习题,巩固所学知识。
四、教学用具1. 单摆、摆球、摆线、固定装置等。
2. 秒表、米尺、刻度尺等测量工具。
单摆物理教案
单摆物理教案教学设计方案(一)单摆本节教材分析摆动是常见的一种机械振动,单摆就是研究这类运动的一个物理模型,也就是说研究单摆的运动将为我们研究复杂摆动打下基础,同时现实生活中的许多摆动可以被近似地看成单摆运动,研究单摆运动规律将直接有助于我们解决这类实际问题,所以,本节知识属于高中物理中的重点知识.本节教材在简谐运动的图象后讲授,这样可使学生在借助图象对简谐运动有了一定程度的了解后,再将受力和运动情况较为复杂的单摆作为简谐运动的一个特例来研究,这样安排可能会更有利于学生学习.本节内容包括单摆的组成,单摆回复力的形成,单摆的周期及单摆的等时性等知识点.教学目标一、知识目标1.知道什么是单摆;2.理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动;3.知道单摆的周期跟什么因素有关,了解单摆的周期公式,并能用来进行有关的计算;4.知道用单摆可测定重力加速度.二、能力目标1.通过单摆的教学,知道单摆是一种理想化的系统,学会用理想化的方法建立物理模型.2.通过单摆做简谐运动条件的教学,体会用近似处理方法来解决物理问题.3.通过研究单摆的周期,掌握用控制变量的方法来研究物理问题.4.培养学生的观察实验能力、思维能力.三、德育目标1.单摆在小角度情况下做简谐运动,它既有简谐运动的共性,又有其特殊性,理解共性和个性的概念.2.当单摆的摆角大小变化时,单摆的振动也将不同,理解量变和质变的变化规律.教学重点1.了解单摆的构成.2.知道单摆的回复力的形成.3.单摆的周期公式.教学难点1.单摆做简谐运动的条件——摆角小于或等于5°时的振动.2.单摆振动的回复力是由什么力提供的.3.单摆振动的周期与什么有关.教学方法1.关于单摆的构成的教学——采用问题教学法.电教法和讲授法进行.2.关于单摆的振动.单摆做简谐振动的条件及单摆回复力的教学——采用分析归纳法、电化教学法、讲授法、推理法进行.3.关于单摆在摆角很小时做简谐运动的证明——采用数学公式推导法、实验验证法进行.4.关于单摆周期的教学——采用猜想、实验验证、分析推理、归纳总结的方法进行.教学用具投影仪、投影片、纸漏斗、细线、硬纸板、支架、沙子、单摆、秒表、米尺、条形磁铁教学步骤用投影片出示本节课的学习目标1.了解单摆的构成;2.知道单摆回复力的成因;3.掌握单摆周期公式,并能简单应用周期公式解决实际问题.学习目标完成过程一、导入新课1.复习提问:用投影片出示下列问题:①什么样的运动叫简谐运动?答:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫简谐运动.②简谐运动的位移——时间图象具有什么特点?答:所有简谐运动的位移时间图象都是正弦或余弦曲线.③什么是简谐运动的周期?答:做简谐运动的物体完成一次全振动所用的时间,叫做振动的周期.2.引入:①讲述故事1862年,18岁的伽利略离开神学院进入比萨大学学习医学,他的中充满着奇妙的幻想和对自然科学的无穷疑问,一次他在比萨大学忘掉了向上帝祈祷,双眼注视着天花板上悬垂下来摇摆不定的挂灯,右手按着左手的脉搏,口中默默地数着数字,在一般人熟视无睹的现象中,他却第一个明白了挂灯每摆动一次的时间是相等的,于是制作了单摆的模型,潜心研究了单摆的运动规律,给人类奉献了最初的能准确计时的仪器.②引入新课:本节课我们就来学习这一理想化模型——单摆(板书)二、新课教学1.什么是单摆(1)学生阅读课文有关内容.(2)学生回答什么是单摆.如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略,线长又比球的直径大得多,这样的装置叫单摆.(3)激励评价(回答得很好)并提出问题:为什么对单摆有上述限制要求呢?(4)讲解:①线的伸缩和质量可以忽略——使摆线有一定的长度而无质量,质量全部集中在摆球上.②线长比球的直径大得多,可把摆球当作一个质点,只有质量无大小,悬线的长度就是摆长.(5)总结:通过上述学习,我们知道单摆是实际摆的理想化的物理模型.2.单摆的摆动(1)介绍单摆的平衡位置.①出示一个单摆.②分析:当摆球静止在o点时,摆球受到哪些力的作用?这些力有什么关系?③抽学生回答:摆球受到重力g和。
高中物理-单摆教案
⾼中物理-单摆教案⾼中物理-单摆教案【教学⽬标】⼀、知识与技能1.知道单摆是⼀种理想化模型和做简谐运动的条件2. 知道单摆做简谐运动时回复⼒的特点和表达式3.知道单摆(偏⾓θ较⼩时)的周期与振幅、摆球质量、摆长和当地重⼒加速度g的关系。
⼆、过程与⽅法1.知道测量单摆周期的⽅法,会⽤单摆测定重⼒加速度2.通过探究过程体会猜想、设计实验、分析论证、评估等科学探究要素;3.通过制定探究⽅案体会“控制变量”的研究⽅法。
三、情感、态度和价值观1.通过实验,领悟实事求是的理念,并在探究活动中培养合作精神。
2.通过动⼿合作调动学⽣的学习主动性,培养他们的探究意识,激发他们的学习热情,体会研究的乐趣。
【重点、难点、疑点】1.重点:单摆的振动规律和周期公式。
2.难点:单摆回复⼒的分析。
3.疑点:怎样确定单摆的振动周期与哪些因素有关,以及具体关系。
【教具准备】摆球、铁架台、细线、⽀架、盛砂漏⽃、硬纸板、砂、计算机、投影仪等【教学过程】⼀、复习引⼊新课在前⾯我们学习了弹簧振⼦,知道弹簧振⼦做简谐运动。
那么:怎么判断物体的运动是否是简谐运动答:有两种⽅法:⽅法⼀:位移时间图像为正弦函数⽅法⼆:物体在跟位移⼤⼩成正⽐、并且总是指向平衡位置的回复⼒作⽤下的振动F =-kx在⽣活中有很多种机械振动。
⽐如建筑物挂钟的振动、房顶吊灯的摆动、秋千的运动、座钟的钟摆的摆动。
这些运动都是摆动。
我们对实际⽣活中的摆进⾏理想化处理,忽略次要因素、突出主要因素,这样所构建的模型称之为单摆。
⼆、新课教学(⼀)单摆问题:以上这些运动有什么共同点?物理中常抽象出⼀种模型1、单摆概念:细线⼀端固定在悬点,另⼀端系⼀个⼩球,如果细线的质量与⼩球相⽐可以忽略;球的直径与线的长度相⽐也可以忽略,这样的装置就叫做单摆。
①摆线质量m 远⼩于摆球质量 M,即m << M ②摆球的直径 d 远⼩于单摆的摆长L,即 d <<L。
③摆球所受空⽓阻⼒远⼩于摆球重⼒及绳的拉⼒,可忽略不计。
高中物理单摆实验教案
高中物理单摆实验教案实验目的1. 观察并了解单摆的构造和运动特点。
2. 掌握测量单摆周期的方法。
3. 验证单摆周期与摆长、重力加速度的关系。
4. 学会处理实验数据,得出单摆周期公式。
实验原理单摆是由一根不可伸长的轻绳和一个小质点组成的简单摆动系统。
在不计空气阻力和绳子质量的理想情况下,单摆的周期T与其摆长L和当地重力加速度g有关,其关系可由以下公式表示:\[ T = 2\i \sqrt{\frac{L}{g}} \]其中,T是单摆的周期,即完成一次完整摆动所需的时间;L是摆长,即固定点到质点的距离;g是重力加速度。
实验器材- 支架和摆球- 米尺或卷尺- 秒表- 夹子或挂钩(用于固定摆线)- 细线- 重物(如小铁球)实验步骤1. 搭建单摆:将细线的一端用夹子固定在支架上,另一端连接重物作为摆球。
2. 测量摆长:使用米尺或卷尺从固定点到摆球中心的距离即为摆长L。
3. 调整摆球位置,使摆线水平拉直,并确保摆球在垂直平面内摆动。
4. 释放摆球,让其自由摆动,避免给予初速度或外力干扰。
5. 测量周期:启动秒表,记录摆球完成30至50次完整摆动的总时间,然后除以摆动次数得到平均周期T。
6. 改变摆长,重复步骤2至5,记录不同摆长下的周期时间。
7. 数据处理:利用实验数据计算得出不同摆长下的周期T,并与理论公式进行对比分析。
注意事项- 确保摆球质量足够大,以忽略空气阻力的影响。
- 测量时,应保持摆球在同一平面内摆动,避免出现圆锥摆现象。
- 记录时间要准确,减少人为误差。
- 多次测量取平均值,以提高实验准确性。
实验结果分析学生应根据收集的数据,绘制摆长L与周期平方T²的关系图,通过线性拟合验证T²与L 是否成正比关系。
最终,学生应能够根据图表和数据,验证单摆周期公式的正确性,并理解其中物理量之间的关系。
结论。
高二物理教案:单摆
高二物理教案:单摆【】步入高中,相比初中更为紧张的学习随之而来。
在此高二物理栏目的小编为您编辑了此文:高二物理教案:单摆希望能给您的学习和教学提供帮助。
本文题目:高二物理教案:单摆【教学目标】(一)知识与技能1、知道什么是单摆,了解单摆的构成。
2、掌握单摆振动的特点,知道单摆回复力的成因,理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动。
3、知道单摆的周期跟什么因素有关,了解单摆的周期公式,并能用来进行有关的计算。
4、知道用单摆可测定重力加速度。
(二)过程与方法1、知道单摆是一种理想化的系统,学会用理想化的方法建立物理模型。
2、通过单摆做简谐运动条件的教学,体会用近似处理方法来解决物理问题。
3、通过研究单摆的周期,掌握用控制变量的方法来研究物理问题。
(三)情感、态度与价值观1、单摆在小角度情况下做简谐运动,它既有简谐运动的共性,又有其特殊性,理解共性和个性的关系;2、当单摆的摆角大小变化时,单摆的振动也将不同,理解量变和质变的变化规律。
3、培养抓住主要因素,忽略次要因素的辨证唯物主义思想。
【教学重点】1、知道单摆回复力的来源及单摆满足简谐运动的条件;2、通过定性分析、实验、数据分析得出单摆周期公式。
【教学难点】1、单摆振动回复力的分析;2、与单摆振动周期有关的因素。
【教学方法】分析推理与归纳总结、物理公式推导法、实验验证、讲授法与多媒体教学相结合。
【教学用具】单摆、秒表、米尺、条形磁铁、装有墨水的注射器(演示振动图象用)、CAI课件。
【教学过程】(一)引入新课教师:1862年,18岁的伽利略离开神学院进入比萨大学学习医学,他的心中充满着奇妙的幻想和对自然科学的无穷疑问,一次他在比萨大学忘掉了向上帝祈祷,双眼注视着天花板上悬垂下来摇摆不定的挂灯,右手按着左手的脉搏,口中默默地数着数字,在一般人熟视无睹的现象中,他却第一个明白了挂灯每摆动一次的时间是相等的,于是制作了单摆的模型,潜心研究了单摆的运动规律,给人类奉献了最初的能准确计时的仪器。
高中物理单摆摆动教案
高中物理单摆摆动教案一、教学目标1. 了解单摆的基本原理和特点;2. 掌握单摆摆动的相关知识;3. 学会利用单摆实验进行物理量的测量和计算;4. 提高学生的实验设计和数据处理能力。
二、教学内容1. 单摆的基本原理;2. 单摆的周期和频率;3. 单摆的能量转化;4. 单摆的运动规律。
三、教学重点和难点1. 单摆的周期和频率的关系;2. 单摆的运动规律的探究。
四、教学准备1. 实验室仪器:单摆装置、计时器等;2. 实验材料:吊球、线、尺子等;3. 实验报告模板。
五、教学过程1. 导入:引入单摆的基本原理和定义;2. 实验设计:学生设计单摆摆动实验,并记录实验过程和数据;3. 数据处理:学生利用实验数据计算单摆的周期和频率;4. 实验分析:学生探究单摆的运动规律,并总结实验结果;5. 实验检测:学生对实验结果进行验证和讨论;6. 实验展示:学生展示实验结果和分析结论。
六、教学延伸1. 单摆摆动与万有引力的关系;2. 单摆摆动的应用领域;3. 单摆摆动的变化规律。
七、教学反馈1. 学生提交实验报告,评议实验设计和数据处理;2. 学生进行实验演示和讨论。
八、教学总结通过本节课的学习,学生对单摆摆动有了更深入的理解,掌握了单摆摆动的相关知识和实验技巧,提高了实验设计和数据处理能力。
九、作业布置1. 撰写实验报告;2. 阅读相关资料,进一步了解单摆摆动的原理和应用。
十、教学反思本节课的教学目标达成情况良好,学生积极参与实验设计和数据处理,但在实验过程中部分学生缺乏团队合作意识,需要进一步引导。
下节课继续探讨单摆摆动的变化规律及应用领域,加深学生的理解和应用能力。
教科版高三物理选修3《单摆》教案及教学反思
教科版高三物理选修3《单摆》教案及教学反思一、教学目标知识目标1.掌握单摆的基本概念和原理2.理解单摆的运动规律3.熟悉单摆的应用领域能力目标1.能够设计实验验证单摆的运动规律2.能够运用单摆的相关知识解决实际问题3.能够分析单摆运动中的实验误差二、教学重难点教学重点1.单摆的基本概念和原理2.单摆运动规律的理解和应用教学难点1.实验误差的分析和控制2.单摆应用题的解题方法和步骤三、教学过程1. 导入环节引导学生回忆初中物理中对单摆的学习,并通过生活实例引入单摆的应用领域。
2. 教学中心【教学内容1】单摆的基本概念和原理1.讲解单摆的定义:简单来说,单摆就是一个质量为m的物体,通过一条不可伸缩的细线连接一个固定点。
2.讲解单摆的运动方式:单摆往返摆动的运动形式被称为简谐运动。
3.讲解单摆长度、弧度和角度的关系:单摆长度为l的摆动,其振幅$\\theta$与弧度$\\alpha$、角度$\\varphi$的关系为$\\theta=l\\alpha=l(\\mathrm{\\frac{\\pi}{180}}\\va rphi)$。
【教学内容2】单摆运动规律1.讲解单摆的运动规律:单摆摆动的周期与单摆长度成正比,与重力加速度成反比。
即$T=2\\pi\\sqrt{\\frac{l}{g}}$。
2.指导学生运用摆动周期公式,计算不同长度的单摆的运动周期。
3.设计实验,验证单摆的运动规律,以及掌握实验误差分析方法。
【教学内容3】单摆的应用1.讲解单摆在科学实验、钟表等领域的应用。
2.指导学生运用单摆相关知识,解决实际问题,如钟摆的调速问题。
3. 实验环节设计实验,验证单摆运动规律,帮助学生巩固理论知识,以及掌握实验误差分析方法。
4. 总结环节对本次教学内容进行总结,并帮助学生理清相关知识点之间的联系和应用场景。
四、教学反思单摆作为物理学常用的教学实验,具有着较广泛的应用性和较高的教育价值,在课堂教学中能有效地激发学生的学习兴趣。
高中物理单摆描述教案
高中物理单摆描述教案
主题:单摆描述
目标:学生能够理解单摆的基本原理和运动规律,掌握单摆的相关概念和计算方法。
教学重点:单摆的运动规律和计算方法。
教学难点:单摆运动中的角度和周期的计算。
教学准备:
1. 教材《高中物理》教材相关内容
2. 单摆模型
3. 计时器
教学步骤:
一、导入(5分钟)
1. 引导学生回顾上节课学习的内容,激发学生的学习兴趣。
2. 提出问题:你知道单摆是如何运动的吗?你觉得单摆的运动受到哪些因素的影响?
二、讲解单摆的基本原理(15分钟)
1. 讲解单摆的定义和组成,引导学生理解单摆的基本原理。
2. 讲解单摆的运动规律,包括周期、频率和振幅等概念。
三、展示单摆模型进行实验(20分钟)
1. 展示单摆模型,并让学生观察单摆的运动规律。
2. 使用计时器记录单摆的运动周期,让学生体验单摆的运动过程。
四、讲解单摆运动的计算方法(15分钟)
1. 讲解单摆运动的周期公式和频率计算方法。
2. 指导学生利用实验数据进行单摆运动计算。
五、讨论和总结(10分钟)
1. 结合实验数据和计算结果,引导学生讨论单摆运动的特点和规律。
2. 总结单摆的运动规律和计算方法,强化学生对单摆的理解。
六、作业布置(5分钟)
1. 布置作业:完成课堂练习题和阅读相关课文,巩固课堂所学内容。
2. 提醒学生合理安排时间,认真复习单摆的相关知识。
高中物理教案:单摆
高中物理教案:单摆【教材分析】“单摆”选自高二《物理》第八章“机械振动机械波”的第二节,在学生认识了简谐运动,掌握了简谐运动的基本特征之后,为进一步形成概念,掌握规律,教材特安排了简谐运动的典型实例──“单摆”这节课。
【教学过程】一、课题导入师:我们学习了简谐运动及其运动特点(展示简谐运动的课件)。
今天,我们来共同研究简谐运动的一个典型实例──单摆。
(出示单摆,介绍其构造;说明在摆角很小时,单摆的运动可视为简谐运动。
演示实验:单摆的运动。
演示实验:两摆长不等的单摆同时运动。
)师:同学们通过观察,上述两个不同的单摆其振动周期一样吗?生:不一样。
师:那么,单摆的振动周期跟哪些因素有关呢?这就是本节课所要研究的主要问题。
二、新课教学1.猜想师:同学们从单摆的构造可猜想一下,单摆的振动周期可能跟哪些因素有关?(同学们经过短暂热烈的讨论,提出了可能的三个因素:①摆长;②摆球的质量;③摆角。
)2.优化方案师:下面同学们每四人一组,自主实验,进行探究。
实验前,应先思考一下方案的设计,便于我们科学地进行实验。
(学生思考)生:老师,验证振动周期与重力加速度是否有关,我们想不到有什么可行的办法。
师:同学们安静!刚才这位同学提的问题很好,大家不妨先考虑一下如何解决这个问题?(学生又展开了热烈的讨论。
最后经过争论,一致同意采纳李福田同学的建议,制作一个“磁性单摆”,用磁铁对摆球向下的引力来模拟重力加速度的变化。
)师:李福田同学的方案很独特,我非常感兴趣。
为节约时间,提高效率,你们在分组实验的基础上,再进行分工,共同来完成这一科研课题。
3.分组实验学生分组实验。
教师边指导,边参与同学们的实验。
4.数据处理在数据处理过程中,同学们遇到了难题,他们面对着一堆数据,不知所措。
教师适时进行了点拨。
师:该实验的数据处理的确有一定的难度,同学们不妨尝试一下利用图像来寻求物理量间的关系,这实际上也是科学研究的一种重要方法。
比如作T—L、T —L2、T—等的函数图像。
高中物理单摆教案
高中物理单摆教案
一、教学目标:
1. 掌握单摆的基本原理及运动规律;
2. 了解单摆的周期、频率和振幅的相关概念;
3. 能够利用单摆进行简单的实验并进行数据分析。
二、教学内容:
1. 单摆的定义及基本构造;
2. 单摆的运动规律;
3. 单摆的周期、频率和振幅;
4. 单摆实验的设计及数据分析。
三、教学步骤:
1. 引入:通过展示单摆的示意图,引导学生了解单摆的构造及运动规律。
2. 理论讲解:介绍单摆的定义、基本原理及运动规律,引导学生理解单摆周期、频率和振幅的概念。
3. 实验设计:设计单摆实验,让学生通过改变摆长、质量等因素,观察单摆的运动变化,并记录数据。
4. 实验分析:根据实验数据,让学生计算单摆的周期、频率和振幅,并分析实验结果。
5. 总结:总结单摆实验的过程及结果,强调单摆的运动规律及相关概念。
四、教学资源:
1. 单摆模型或示意图;
2. 实验器材:单摆、测量工具等;
3. 实验记录表及数据处理软件。
五、教学评估:
1. 实验数据记录及分析报告;
2. 单摆运动规律的理论测试;
3. 实验结果的展示及讨论。
人教版高中物理教案-单摆
4.單擺1.知道什麼是單擺。
2.理解擺角很小時單擺的振動是簡諧運動。
3.知道單擺的週期跟什麼因素有關,瞭解單擺的週期公式,並能用來進行有關的計算。
冬天走時準確的老式掛鐘,到了夏天就不準確了,為什麼呢?應該怎樣調整?提示:由於熱脹冷縮,到了夏天,掛鐘的鐘擺變長了,擺動的週期發生了變化,所以走時不準確了,應該調整鐘擺的長度,調整擺錘下麵的螺母,讓擺錘的重心升高即可。
1.單擺由細線和小球組成,細線的______與小球相比可以忽略,球的______與線的______相比也可以忽略。
忽略擺動過程中所受阻力的作用,單擺是實際擺的理想化模型。
為了滿足上述條件,我們儘量選擇品質大、半徑小的球和儘量細的無彈性的線。
思考:結合單擺模型的特點想一想,下列裝置能否視為單擺,為什麼?2.單擺的回復力(1)回復力的提供:擺球的重力沿______方向的分力。
(2)回復力的特點:在偏角很小時,單擺所受的回復力和它偏離平衡位置的位移大小成______,方向總是指向__________,即________________。
(3)運動規律:單擺在偏角很小時做__________,其振動圖像遵循__________規律。
思考:如圖所示,細線下懸掛一個除去了栓塞的注射器,注射器向下噴出一細束墨水。
沿著與擺動方向垂直的方向勻速拖動一張白紙,噴到白紙上的墨蹟便畫出振動圖像。
你知道為什麼要勻速拖動長木板嗎?3.單擺的週期(1)實驗研究:單擺的振幅、品質、擺長對週期各有什麼影響?控制條件:實驗主要是為研究屬於簡諧運動的單擺振動的週期,所以擺角不要超過5°。
步驟1:把擺長相同的兩個擺球從不同高度釋放,觀察現象:擺球同步振動,說明單擺振動的週期與______無關。
步驟2:將擺長相同、品質不同的擺球拉到同一高度釋放,觀察現象:兩擺球同步振動,即說明單擺的週期與____________無關,不受其影響。
步驟3:取擺長不同,兩個相同的擺球從某一高度同時釋放,觀察現象:兩擺球振動不同步,而且擺長越長,振動就越慢。
鲁科版高三物理选修3《单摆》教案及教学反思
鲁科版高三物理选修3《单摆》教案及教学反思一、教学目标通过本课的教学,学生应该掌握以下知识和能力:1.掌握单摆的概念、特点和组成结构,了解单摆的运动规律。
2.理解单摆的周期与摆长的关系,掌握单摆周期计算的方法。
3.熟练运用牛顿第二定律、受力分析和平衡原理,分析单摆的运动情况。
4.积极参与实验,锻炼观察、实验设计、数据处理和撰写实验报告的能力。
二、教学内容及教法1. 教学内容本课程的主要内容为《单摆》这一话题,主要涉及以下方面:1.单摆的概念、特点和组成结构。
2.单摆的运动规律及周期计算方法。
3.单摆的解析和图示分析,建立简单的数学模型。
4.实验环节,使用实验法验证单摆的运动规律和计算方法,掌握实验操作技能。
2. 教学方法1.讲授法:通过课堂演示、图示教学、多媒体课件等方式进行教学,帮助学生快速了解单摆的基础知识和概念。
2.实验探究法:通过设计实验,让学生亲身体验单摆的运动规律和周期计算方法,同时提高学生的实践能力和合作精神。
3.讨论法:通过课堂小组讨论等方式,引导学生思考、探究和解决难点问题,培养学生的批判性思维能力和创新精神。
三、教学步骤及教学反思1. 教学步骤第一步:引入单摆的概念和基本结构在本节课程的开始,我向学生介绍了单摆的概念和基本结构,并引导学生分析单摆的组成、运动特点、周期计算方法等内容。
通过多媒体课件和演示实物的方式,让学生快速了解和逐步掌握单摆的基础知识。
第二步:建立数学模型,解析和图示分析单摆的运动规律基于学习单摆的基础知识和概念,我引导学生建立单摆的数学模型,并通过图示分析的方式,让学生对单摆的运动规律有更加深入的认识。
通过课堂演示和互动讨论的方式,使学生能够通过自己的思考和思维能力来理解单摆的运动规律。
第三步:进行实验探究,验证单摆的运动规律和计算方法为了验证单摆的运动规律和周期计算方法,我引导学生进行实验探究。
在课前,我与同事们一起准备了实验设备和材料,并做好了实验环节中的安全措施。
高中物理单摆课程讲解教案
高中物理单摆课程讲解教案
一、教学目标
1. 掌握单摆的定义和基本特点;
2. 理解单摆的运动规律;
3. 初步掌握单摆的计算方法。
二、教学重点
1. 单摆的定义和基本特点;
2. 单摆的运动规律。
三、教学难点
1. 单摆的计算方法。
四、教学过程
1. 概念导入
通过展示一个实际的单摆,并询问学生对单摆的认识,引导学生了解单摆的基本特点与运动规律。
2. 知识讲解
a. 定义:单摆是由一根不可伸长的细线或杆悬挂一个物体而成的物理实验装置。
b. 特点:单摆的周期与摆长无关,只与重力加速度和摆球重量有关。
c. 运动规律:单摆在运动过程中,来回摆动,以重力为驱动力,具有周期性。
3. 计算练习
示范如何计算单摆的周期和频率,并让学生进行练习。
4. 案例分析
通过给出一些实际问题,让学生应用所学知识,解决单摆相关的问题。
5. 总结提高
总结本节课所学知识,强调单摆的规律性和实际应用,并对所需进一步加强的知识点进行提示。
五、教学反馈
布置作业,让学生在家中进行单摆的实验,并写出实验报告。
下节课进行批改和讨论。
六、教学资源
实际的单摆实验装置、PPT课件、黑板、粉笔等。
七、教学评估
1. 学生课堂表现评价;
2. 作业评价。
八、教学延伸
引导学生了解“简单单摆”的变种及其在物理学和日常生活中的应用。
以上为高中物理单摆课程讲解教案范本,希望能对您有所帮助。
高中物理_单摆教学设计学情分析教材分析课后反思
“单摆”教学设计《普通高中物理课程标准(2017年版)》对于物理教学提出了四个建议:基于物理学科核心素养确定教学的目标和内容;在教学设计和教学实施过程中重视情境的创设;重视科学探究能力的培养和信息技术的应用;通过问题解决促进物理学科核心素养的达成。
基于以上四点建议,结合学生特点,本节课教学设计以摆钟计时仪器为主线,基于生活和已有的知识,创设经验情境,忽略次要因素,抽象事物的本质特征,构建物理模型,建构物理观念,通过演示实验和学生分组实验探究并总结物理规律,应用物理知识结合具体的实际情景,解决具体问题,通过问题解决,强化物理学跟生活、社会的联系,提升学生的核心素养。
1.教材分析“单摆”是鲁科版高中物理选择性必修一第二章第3节,单摆是机械振动的重要内容之一,简谐运动和振动的描述为研究本节内容提供了基本模式和理论基础,和2007年版教材的不同,新教材将“单摆”分成了两个课时,第一课时为“单摆”,第二课时为“科学测量:用单摆测量重力加速度”,强调了实验教学在物理学科教学中的重要作用。
“单摆”一节主要分为两大部分,第一部分从摆钟入手,建立单摆模型,让学生经历建构模型的过程,发展学生的建模能力,教会学生如何证明在摆角很小的情况下,单摆的振动为简谐运动,除了理论推导之外,在物理聊吧中,教材点明了简谐运动可用振动图像描述,而单摆简谐运动的证明也可以用图像法。
第二部分为单摆的周期,这一部分主要是要求学生通过实验收集手机单摆的周期和摆长关系的数据,尝试用不同的曲线拟合实验曲线,得出周期与摆长的二次方跟成正比的关系,适当让学生练习用计算机处理实验数据,发展学生分析和处理实验数据的能力,进而发展科学探究能力,探究完之后给出单摆的周期公式,以及在计时、测量重力加速度方面的应用,突出单摆在科学技术和日常生活中的广泛应用。
2.学习目标(1)能在熟悉的问题情境中运用单摆物理模型解决机械振动的问题;(2)能分析与单摆相关的问题,解释生产生活中的机械振动现象;(3)通过实验,探究单摆的周期与摆长的定量关系。
高中物理单摆的回复力教案
高中物理单摆的回复力教案
教学目标:
1. 了解单摆的概念和基本原理;
2. 掌握计算单摆的回复力和周期的方法;
3. 能够进行实验观察和数据分析。
教学准备:
1. 单摆装置和材料:小球,绳子,支架;
2. 实验记录表格;
3. 讲解单摆的相关知识。
教学步骤:
1. 引入:通过展示一个单摆装置引起学生的兴趣,引出单摆的概念;
2. 讲解单摆的原理:简要介绍单摆的原理和受力情况,引导学生思考单摆运动规律;
3. 进行实验:让学生组队进行实验,测量不同长度单摆的周期,并记录数据;
4. 数据分析:引导学生根据实验数据计算单摆的重力回复力和周期,讨论结果;
5. 总结:总结单摆的原理和计算方法,让学生对单摆的回复力有更深入的了解;
6. 提问和讨论:鼓励学生提出问题并进行讨论,加深对单摆的理解。
教学延伸:
1. 练习:布置相关练习题,让学生巩固所学知识;
2. 实践应用:让学生通过设计实验或应用单摆原理解决实际问题,提高实践能力;
3. 知识拓展:引导学生了解更多与单摆相关的知识,扩展学科视野。
通过本教案,学生可以系统地了解单摆的原理和计算方法,培养他们的实验能力和分析能力,提高物理学习的兴趣和能力。
高中物理单摆回复力教案
高中物理单摆回复力教案
一、教学目标
1. 理解单摆的回复力的概念。
2. 掌握计算单摆回复力的方法。
3. 培养学生动手实验、观察、分析和解决问题的能力。
二、教学重点
1. 单摆回复力的定义和计算方法。
2. 实验方法及结果分析。
三、教学难点
1. 理解单摆回复力的概念。
2. 进行实验并正确分析结果。
四、教学准备
1. 单摆实验装置。
2. 计算单摆回复力的公式和实验步骤。
3. 实验记录表和观察记录表。
五、教学过程
1. 引入:通过展示单摆的实际操作和运动过程,引导学生思考单摆的回复力是如何产生的。
2. 讲解:介绍单摆回复力的定义和计算方法,并进行案例分析。
3. 实验操作:分组进行单摆回复力的实验操作,记录实验数据。
4. 结果分析:根据实验数据,计算单摆回复力的大小,并进行结果分析。
5. 总结:总结单摆回复力的特点,强调实验中需要注意的问题和方法。
6. 作业:布置相关练习题,加深学生对单摆回复力的理解和掌握。
六、教学反思
本教案设计采用了引入、讲解、实验操作、结果分析、总结和作业等环节,有利于学生全面理解和掌握单摆回复力的相关知识和方法。
需要教师在教学实施过程中注意引导学生进行实验操作和结果分析,提高学生动手实践和问题解决能力。
人教版高中物理教案-单摆
4 單 擺1.單擺(1)定義:一根細線懸掛一小球,如果細線的品質與小球相比可以忽略;球的直徑與線的長度相比可以忽略,這樣的裝置叫做單擺。
(2)實際擺可視為單擺的條件:①擺線的形變量比擺線的長度小得多,可把擺線看成不可伸長的線。
②擺線的品質比擺球的品質小得多,這時可以認為擺線是沒有品質的。
③擺球的大小比擺線的長度小得多,這時可把擺球看成質點。
【例1】 下列關於單擺的說法,正確的是( )A .單擺擺球從平衡位置運動到正向最大位移處時的位移為A (A 為振幅),從正向最大位移處運動到平衡位置時的位移為-AB .單擺擺球的回復力等於擺球所受的合外力C .單擺擺球的回復力是擺球重力沿圓弧切線方向的分力D .單擺擺球經過平衡位置時加速度為零2.單擺的回復力(1)回復力的來源:擺球的重力沿圓弧切線方向的分力。
(2)回復力的特點:在偏角很小時,擺球所受的回復力與它偏離平衡位置的位移成正比,方向總指向平衡位置,即F =-mg lx 。
(3)運動規律:單擺在偏角很小時做簡諧運動,其振動圖像遵循正弦函數規律。
談重點:回復力的推證如圖所示,G 1=mgsin θ是沿擺球運動方向的力,正是這個力提供了使擺球振動的回復力,也可以說成是擺球沿運動方向的合力提供了擺球擺動的回復力:F =G 1=mg sin θ,當偏角很小時,sin θ≈x l ,所以單擺的回復力為F =-mg lx 。
【例2】 下列有關單擺運動過程中的受力,說法正確的是( )A .單擺運動的回復力是重力和擺線拉力的合力B .單擺運動的回復力是重力沿圓弧切線方向的一個分力C .單擺經過平衡位置時合力為零D .單擺運動的回復力是擺線拉力的一個分力解析:單擺運動是在一段圓弧上運動,因此單擺運動過程不僅有回復力,而且有向心力,即單擺的合外力不僅要提供回復力,而且要提供向心力,故選項A 錯誤;單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向的一個分力,而不是擺線拉力的分力,故選項B 正確,D 錯誤;單擺經過平衡位置時,回復力為零,向心力最大,故其合外力不為零,所以選項C 錯誤。
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高中物理-单摆教案
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道单摆是一种理想化模型和做简谐运动的条件
2. 知道单摆做简谐运动时回复力的特点和表达式
3.知道单摆(偏角θ较小时)的周期与振幅、摆球质量、摆长和当地重力加速度g的关系。
二、过程与方法
1.知道测量单摆周期的方法,会用单摆测定重力加速度
2.通过探究过程体会猜想、设计实验、分析论证、评估等科学探究要素;
3.通过制定探究方案体会“控制变量”的研究方法。
三、情感、态度和价值观
1.通过实验,领悟实事求是的理念,并在探究活动中培养合作精神。
2.通过动手合作调动学生的学习主动性,培养他们的探究意识,激发他们的学习热情,体会研究的乐趣。
【重点、难点、疑点】
1.重点:单摆的振动规律和周期公式。
2.难点:单摆回复力的分析。
3.疑点:怎样确定单摆的振动周期与哪些因素有关,以及具体关系。
【教具准备】
摆球、铁架台、细线、支架、盛砂漏斗、硬纸板、砂、计算机、投影仪等
【教学过程】
一、复习引入新课
在前面我们学习了弹簧振子,知道弹簧振子做简谐运动。
那么:怎么判断物体的运动是否是简谐运动
答:有两种方法:方法一:位移时间图像为正弦
函数
方法二:物体在跟位移大小成正比、并且总是指
向平衡位置的回复力作用下的振动F =-kx
在生活中有很多种机械振动。
比如建筑物挂钟的
振动、房顶吊灯的摆动、秋千的运动、座钟的钟
摆的摆动。
这些运动都是摆动。
我们对实际生活
中的摆进行理想化处理,忽略次要因素、突出
主要因素,这样所构建的模型称之为单摆。
二、新课教学
(一)单摆
问题:以上这些运动有什么共同点?
物理中常抽象出一种模型
1、单摆概念:细线一端固定在悬点,另一端系一个小球,如
果细线的质量与小球相比可以忽略;球的直径与线的长度相比
也可以忽略,这样的装置就叫做单摆。
①摆线质量m 远小于摆球质量 M ,即m << M ②摆球的直径 d
远小于单摆的摆长L,即 d <<L。
③摆球所受空气阻力远小
于摆球重力及绳的拉力,可忽略不计。
④摆线的伸长量很小,
可以忽略。
2、摆长:悬点到摆球重心的距离。
摆长 L=L 0+R (二)单摆的运动
问题1:运动的平衡位置在哪里
细线竖直下垂,摆球所受重力G 和悬线的拉力F 平衡,O 点就是摆球的平衡位置。
问题2:摆球的受力情况 小球收到的力有重力、拉力
问题3:小球的运动情况分析 以点O为平衡位置的振动
以悬点O’为圆心的圆周运动
问题4:力与运动的关系
回复力大小: 向心力大小:
O` O
θsin mg F =回θcos mg N F -=向
单摆受到的回复力为重力沿着切线方向的分力F 回=mg sinθ,不是物体受到的合力。
因为在平衡位置的物体受到合力为r
v 2
m ,
(三)单摆做简谐运动的条件
问题:如何判断单摆的运动是否是简谐运动
方法一:从单摆的振动图象判断
方法二、从单摆的受力特征判断
如图:虽然随着单摆位移X 增大,sinθ也增大,但是回复力F 的大小并不是和位移成正比,单摆的振动不是简谐运动。
但是,在θ值较小的情况下(一般取θ≤10°),在误差允许的范围内可以近似的认为 sinθ=X/ L,近似的有F= mg sinθ= ( mg /L )x = k x (k=mg/L ),又回复力的方向始终指向O 点,与位移方向相反,满足简谐运动的条件,即物体在大小与位移大小成正比,方向与位移方向相反的回复力作用下的振动,F = - ( mg / L )x = - k x (k=mg/L )为简谐运动。
所以,当θ≤10°时,单摆振动是简谐运动。
结论:
在摆角很小的情况下,单摆所受回复力跟位移成正比且方向相反,单摆做简谐运动.
(四)单摆的周期
我们知道做机械振动的物体都有振动周期,请思考:
问题1:单摆的周期受那些因素的影响呢?
可能和摆球质量、振幅、摆长有关。
单摆的周期是否和这些因素有关呢?下面我们用实验来证实我们的猜想
问题2:为了减小对实验的干扰,每次实验中我们只改变一个物理量,需要的研究方法是什么?
控制变量法
首先,我们研究摆球的质量对单摆周期的影响:
图2
那么就先来看一下摆球质量不同,摆长和振幅相同,单摆振动周期是不是相同。
[演示1]将摆长相同,质量不同的摆球拉到同一高度释放。
现象:两摆球摆动是同步的,即说明单摆的周期与摆球质量无关,不会受影响。
这个实验主要是为研究属于简谐运动的单摆振动的周期,所以摆角不要超过10°。
接下来看一下振幅对周期的影响。
[演示2]摆角小于10°的情况下,把两个摆球从不同高度释放。
(由一名学生来完成实验验证,教师加以指导)
现象:摆球同步振动,说明单摆振动的周期和振幅无关。
刚才做过的两个演示实验,证实了如果两个摆摆长相等,单摆振动周期和摆球质量、振幅无关。
如果摆长L 不等,改变了这个条件会不会影响周期?
[演示3]取摆长不同,两个摆球从某一高度同时释放,注意要θ≤10°。
(由一名学生来完成实验验证,教师加以指导)
现象:两摆振动不同步,而且摆长越长,振动就越慢。
这说明单摆振动和摆长有关。
具体有什么关系呢?荷兰物理学惠更斯研究了单摆的振动,在大量可靠的实验基础上,经过一系列的理论推导和证明得到:单摆的周期和摆长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:
同时这个公式的提出,也是在单摆振动是简谐运动的前提下,条件:摆角θ≤10° 由周期公式我们看到T 与两个因素有关,当g 一定,T 与成正比;当L 一定,T 与成反比;L ,g 都一定,T 就一定了,对应每一个单摆有一个固有周期T 。
(五)单摆的应用:
1.利用它的等时性计时
惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器(1657年获得专利权) 2.测定重力加速度 (六)巩固练习:
1.下列哪些材料能做成单摆:
A.长为1米的细线
B.长为1米的细铁丝
C.长为1米的橡皮条
D.长为0.2米的细丝线
E.直径为5厘米的钢球
F.直径为5厘米的泡沫塑料球
G.直径为1厘米的钢球 H.直径为1厘米的塑料球
g l T π2=224T l g π=
2.单摆作简谐运动时的回复力是:
A.摆球的重力
B.摆球重力沿圆弧切线的分力
C.摆线的拉力
D.摆球重力与摆线拉力的合力
3.单摆的振动周期在发生下述哪些情况中增大:
A.摆球的质量增大
B.摆长增大
C.单摆由赤道移到北极
D.增大振幅
5、如右图所示,悬挂于同一点的两个单摆的摆长相等,A 的质量
大于B 的质量,O 为平衡位置,分别把它们拉离平衡位置同时释放,
若最大的摆角都小于10°,那么它们将相遇在 ( )
A、O 点 B、O点左侧
C、O点右侧 D、无法确定
5、A在光滑圆弧凹槽的一端,B在圆弧的圆心。
半径远大于弧长。
A、B同时无初速释放,谁先到达O点?为什么?
6、固定在天花板上的两根细线与水平面均成 θ角,线长相等,下端系于同一个小球。
给小球一个较小的初速度,让它在前后摆动,小球将作什么运动?能否求出它的周期?
7.一摆长为L 的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子,则这个单摆的
周期是:
【教学反思】
1、学生对sin θ≈θ的范围不是很清楚,需要解释
2、对简谐运动回复力的推导方式有另一种方法2cos l x mg
mgsin θθ= 3、对等效摆长和等效重力加速度的问题留习题课解决 L ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=g L g L T 94πg θL T sin 2π=。