物理-人教版-选修3-4-教学设计7：11.4 单摆.doc-第十一章 机械振动-教学设计.doc

淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716114单摆教学目标一物理观念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科学思维科学探究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科学态度与责任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知道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分析归纳法讲授法推理法实验验证法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多媒体教学设备教学过程一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淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716学生回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学生回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学生回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二引入新课1讲述故事提前随即安排学生做好准备时间1分钟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2引入新课本节课我们就来学习这一理想化模型单摆三新课教学一单摆1单摆一根上端固定的细线下系一个小球就构成了单摆要求细线的质量弹性可以忽略线的长度比小球的直径大得多2单摆的回复力是摆球重力的切向分力而不是重力与绳拉力的合力在偏角很小的情况下不考虑阻力时单摆做简谐运动3单摆的周期公式T2www91taokecom91淘课网二单摆实验4器材与装置长约1m的轻质无弹性细线体积小密度大的小球带有铁夹的铁架台长毫米刻度尺秒表螺旋测微器一定要固定悬点实验时摆角约为10要使单摆在同一竖直平面内摆动不能形成圆锥摆应将摆球拉到一定位置后由静止开始释放5测量摆长是悬点到球心的距离在单摆稳定摆动时将摆球的平衡位置作为计时参考点若测出时间t内通过平衡位置的次数是N则所测周期应为t2N6探究周期与摆长的关系1猜想影响单摆周期的可能有振幅摆长摆球质量等因素2研究方法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这种研究问题的方法就是控制变量法3实验探究两个单摆振动相位相同淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716摆长和振幅相同摆球质量不同研究摆球的质量对单摆周期的影响结论单摆的周期与摆球质量无关摆长和摆球质量相同振幅不同研究摆球的振幅对单摆周期的影响结论单摆的周期与摆球振幅无关振幅和摆球质量相同摆长不同研究摆长对单摆周期的影响结论单摆的周期与摆长有关且摆长越长周期越大4数据处理能过实验发现单摆的摆长越长振动周期越大1猜想周期T与摆长l的关系可能是T与l成正比T与l2成正比T与www91taokecom91淘课网成正比T与www91taokecom91淘课网成正比2验证方法利用函数图象7测重力加速度1原理利用单摆周期公式T2www91taokecom91淘课网2数据处理多次测量求重力加速度的平均值典例分析例1如图是甲乙两个单摆做简谐运动的图象则下列说法中正确的是www91taokecom91淘课网A甲乙两摆的振幅之比为21Bt2s时甲摆的重力势能达到最大乙摆的动能达到最大C甲乙两摆的摆长之比为14D甲乙两摆摆球在最低点时的向心加速度大小一定相等解析1从简谐运动的图象中可直接读出甲乙的振幅和周期2运用单摆的周期公式求解摆长3根据竖直平面的圆周运动模型研究摆球在最低点时的向心加速度答案AC例如图所示一向右运动的车厢顶上悬挂着两个单摆MN它们只能在图示平面内摆动某一时刻出现图示情景由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢的运动情况可能是www91taokecom91淘课网淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话4000916716A车厢做匀速直线运动M在摆动N静止B车厢做匀速直线运动M在摆动N也在摆动C车厢做匀速直线运动M静止N也静止D车厢做匀加速直线运动M在摆动N也在摆动解析这是某一时刻出现的振动情景应该考虑到振动的相位问题2车厢做匀速直线运动时单摆的平衡位置在最低点故M一定在摆动而N可能在摆动也可能静止所以AB选项均正确而C选项错误3若车厢向右做匀加速直线运动则单摆的平衡位置在最低点的左侧N不在平衡位置上故M可能在摆动也可能静止而N一定在摆动所以D选项正确答案ABD例3某学生利用单摆测定重力加速度实验在以下各个实验步骤中是否有错误如果有请将错误的地方加以改正1取一根丝线一端穿过摆球的小孔然后打一个结另一端缠绕在固定在铁架台上的细铁棒上2用米尺量得的丝线长80cm作为摆长3将摆球向一侧偏离150后放开摆球4在放开摆球的同时开始计时5记下摆球完成一次全振动的时间作为周期T6把所得数据代入公式www91taokecom91淘课网即可答案1中悬点应该固定2中悬点到球心间的距离才是摆长3中最大偏角不能超过1004中应在摆球经过平衡位置时计时5中应该测量多次全振动再求周期6中应该多测量几组数据用各组的LT求出各组的g后再取平均当堂检测1下列有关单摆运动过程中受力的说法中正确的是A回复力是重力和摆线拉力的合力B回复力是重力沿圆弧方向的一个分力C单摆过平衡位置时合力为零D回复力是摆线拉力的一个分力答案B2将秒摆周期为2s的周期变为1s下列措施可行的是A将摆球的质量减半B振幅减半C摆长减半D摆长减为原来的14答案D淘出优秀的你httpwww91taokecomwww91taokecom联系电话40009167163一个打磨得很精细的小凹镜其曲率很小可视为接近平面将镜面水平放置如图所示一个小球从镜边缘开始释放小球在镜面上将会往复运动以下说法中正确的是www91taokecom91淘课网A小球质量越大往复运动的周期越长B释放点离最低点距离越大周期越短C凹镜曲率半径越大周期越长D周期应由小球质量释放点离平衡位置的距离以及曲率半径共同决定答案C4细长轻绳下端拴一小球构成单摆在悬挂点正下方www91taokecom91淘课网摆长处有一个能挡住摆线的钉子A现将单摆拉开一个小角度然后无初速地释放对于以后的运动下列说法中正确的是A摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B摆球在左右两侧上升的最大高度一样C摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍答案AB5一只单摆在第一行星表面上的周期为T1在第二行星表面上的周期为T2若这两个行星的质量之比M1M241半径之比R1R221则AT1T211BT1T241CT1T221DT1T22www91taokecom91淘课网1答案A6利用单摆测定重力加速度的实验中若测得的g值偏小可能的原因是A摆球在水平面上做圆周运动B测摆长时仅测了线长未加小球半径C测周期时把n次全振动误记为n1次D摆球上端未固定牢固振动中出现松动答案BD