人教版高中物理《单摆的周期》教学设计

《单摆的周期》教学设计

一、教学目标：

（1）知识与技能

①了解影响单摆周期的因素，会用周期公式计算周期和摆长

②会用周期公式分析和解决生活中关于摆钟快慢的问题

③掌握用单摆测定重力加速度的原理和方法，并尝试测出当地的重力加速度

（2）过程和方法

①通过探究影响单摆周期的因素过程，使学生体验控制变量法在物理学研究中的应用，理解科学探究的要素及思想方法

②通过对周期和摆长定量关系的探究，使学生学习到了“猜想——实验验证——归纳”的科学探究方法，培养和提高了学生的分析能力、概括能力，和实验操作能力。

（3）情感态度与价值观

通过对周期和摆长定量关系的探究，培养学生严谨的科学态度，体验探索科学奥妙的乐趣，养成热爱科学的良好品质。

二、重点：1、周期和摆长的定量关系的得出

2、“猜想——实验验证——归纳”的科学探究方法在物理学中的应用

三、难点：周期和摆长定量关系的得出

四、教学方法：观察、实验、分析、讨论、探究

五、教学过程

创设情景，导入新课

和同学们一起观看一段视频新闻片段“停摆时钟已修好，乘客不再受误导”提出问题：假如市民反映，时钟走慢了，此时维修工人又该对时钟哪一方面进行改进？引入课题。

现在我们就来探究一下这个关于时钟快慢的物理量——单摆的周期

（板书课题：单摆的周期）

组织活动，探究新知

一、单摆的振动周期初探

（老师演示对比实验，学生观察）

实验１：两个完全相同的摆球，摆长一样，同时从不同偏角处释放，观察它们通过最低点的先后关系

现象：它们同时通过最低点

结论：单摆的周期与单摆的振幅无关

实验2：两个质量不同的摆球，摆长一样，同时从同一偏角处释放，观察它们通过最低点的先后关系

现象：它们同时通过最低点

结论：单摆的周期与摆球的质量无关

实验３：两个质量相同的摆球，摆长不一样，同时从同一偏角处释放，观察它们通过最低点的先后关系

现象：摆长短的摆球先通过最低点

结论：单摆的周期与摆长有关，摆长越长，周期越大.

二、单摆的周期与摆长的定量关系

（老师演示对比实验，学生观察）

实验：两个相同的摆球，摆长4：1，同时从同一偏角处释放，观察他们在

一段时间内各自完成全振动的次数关系

现象：次数1：2

结论：周期2：1

１、猜想：T 与L 的定量关系可能是：T ∝ l 1/2

如何确定关系？（引导学生提出实验方案）

2、实验方案：测出不同摆长对应的周期，作出图像，如果是过原点的直线则成正比

3、实验过程

1、实验准备①准备器材（注意摆线和摆球的选择）

②将摆球通过细线挂在铁架台上

2、实验操作①摆长的测量（摆长：悬点到球心的距离）

②周期的测量

（课件展示该部分内容，老师提出思考与探讨）

思考与讨论：

1、细线上端的悬挂方式如图甲、乙，哪种较好，为什么？

2、平衡位置和最高点，小球经过哪个位置作为计时开始与停止的时刻比较好

3、测周期可以测量一次全振动的时间，也可测多次全振动的时间，哪个方法较好

（学生回答问题，老师总结，并做出相关补充：补充1：小球摆动时振幅不能太大，否则摆的振动不是简谐，周期与摆长的关系将会十分复杂，我们无法探究。补充2：小球摆动时必须在同一竖直平面内，否则就不是单摆）

4、数据分析（学生提供实验数据，老师利用电脑现场生成图象，通过电子白板向学生同步展示）

5、实验结论（学生根据所得实验图象总结出周期T 与摆长L 的关系）

单摆做简谐运动的周期T 与摆长L 的二次方根成正比

三、单摆周期公式

荷兰物理学家惠更斯通过大量实验研究发现单摆做简谐运动的周期不仅与摆长有关还与当地的重力加速度有关，通过更精确的计算发现单摆的周期公式：

（板书：单摆的周期公式：

）

联系实际 应用新知

1、小明家从广州搬到北京去,搬家时把家中的大摆钟也带到北京去了.（北京的纬度大于广州纬度）

问:1.这个摆钟到 北京后是否还准时?

2.若不准,是偏慢还是偏快?

3.如须调整应该怎样调节?

2、（情景展示：一幅美国宇航员登上月球的照片，照片中一位宇航员正低着头作沉思状）他在想什么呢？后来他告诉人们他正在想：书上说月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的六分之一，等于1.6米每二次方秒，是这样吗？我能不能实地测一测呢？

四、 单摆周期的应用

T =2T =2

应用一：计时器（摆钟）

应用二：测量重力加速度

(板书：应用一：计时器（摆钟） 应用二：测量重力加速度 ）

课堂小结 升华提高

某高楼顶上吊下一根长绳，现给你一块停表，一把只有几米长的米尺，一个带钩的重球，你能测出这栋楼高吗?

课后作业 拓展延伸

查阅相关资料，准备相应的材料，做一个可以计时的小摆钟

板书设计

课题：单摆的周期

一、单摆的周期初探

单摆周期与质量无关、在振幅较小时与振幅无关，但与摆长有关，摆长越长，周期也越长

二、单摆的周期与摆长的定量关系

单摆做简谐运动的周期T 与摆长L 的二次方根成正比

三、单摆的周期公式

四、 单摆的周期的应用

应用一：计时器（摆钟）

应用二：测量重力加速度

附：。学生实验表格 摆球直径d=______

224T

l g π=T =2224T l g π=