内蒙古高中物理《第4节 单摆》导学案 新人教版选修32

第四节 单摆

教目标：

（一）知识与技能

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、通过单摆的教，知道单摆是一种理想化的系统，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，体会用近似处理方法解决物理问题。

3、通过研究单摆的周期，掌握用控制变量的方法研究物理问题。

4、培养生的观察实验能力、思维能力。

（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。

教方法： 分析归纳法、讲授法、推理法、实验验证法 。

教用具：

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、多媒体教设备。

教过程：

（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?

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?

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?

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。

2024年高中物理《单摆》标准课件

一、教学内容

本节课选自2024年高中物理教材《物理选修34》第二章第6节，内容主要涉及单摆的原理、公式及其运动特点。详细内容包括：单摆的定义、摆线的长度与重力加速度的关系、单摆的周期公式、简谐运动与圆周运动的联系等。

二、教学目标

1. 了解单摆的定义，理解摆线的长度与重力加速度对单摆运动的影响。

2. 掌握单摆的周期公式，能够运用其解决实际问题。

3. 培养学生的实验操作能力，通过实践观察单摆的运动特点。

三、教学难点与重点

教学难点：单摆周期公式的推导及其运用。

教学重点：单摆的定义、运动特点及其与简谐运动的关系。

四、教具与学具准备

教具：单摆实验装置、示波器、秒表、粉笔、黑板。

学具：笔记本、教材、计算器。

五、教学过程

1. 实践情景引入

（1）展示单摆实验装置，引导学生观察单摆的运动。

（2）提问：单摆运动有什么特点？与日常生活中的哪些现象相似？

2. 例题讲解 （1）讲解单摆的定义，推导单摆的周期公式。

（2）分析单摆运动中的能量转换，解释简谐运动与圆周运动的联系。

3. 随堂练习

（1）计算给定摆长和重力加速度下的单摆周期。

（2）分析单摆在不同摆角下的运动特点。

4. 课堂小结

六、板书设计

1. 单摆的定义

2. 摆线的长度与重力加速度的关系

3. 单摆的周期公式

4. 简谐运动与圆周运动的联系

七、作业设计

1. 作业题目：

（1）给定一个摆长，求单摆在不同重力加速度下的周期。

（2）比较单摆在不同摆角下的运动特点。

2. 答案：

（1）T=2π√(L/g)

（2）摆角越小，单摆的运动越接近简谐运动。

八、课后反思及拓展延伸

1. 反思：本节课学生对单摆的定义、周期公式掌握情况较好，但在实际操作中，部分学生对实验现象的观察和分析能力有待提高。

2. 拓展延伸：

（1）研究单摆在阻力影响下的运动特点。 （2）探讨单摆运动在地球不同纬度上的变化。

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1 / 17 单摆

一、单摆及单摆的回复力┄┄┄┄┄┄┄┄①

1．单摆

(1)组成：①细线，②小球。

(2)理想化模型的要求

①质量关系：细线质量与小球质量相比可以忽略；

②线度关系：球的直径与线的长度相比可以忽略；

③力的关系：忽略摆动过程中所受阻力作用。

为了组成单摆，应尽量选择质量大、直径小的球和尽量细且不可伸长的线。

2．单摆的回复力

(1)回复力的来源：摆球的重力沿圆弧切线方向的分力。

(2)回复力的特点：在偏角很小时，摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总指向平衡位置，即F＝－mglx。

(3)单摆运动规律：单摆在偏角很小时做简谐运动，其振动图象遵循正弦函数规律。

[注意]

回复力是按效果命名的力，是沿振动方向上的合力，不是物体受到的合力。

①[选一选]

关于单摆的摆球在运动中所受的力，下列说法正确的是( )

A．摆球运动到平衡位置时，重力与摆线拉力的合力为零

B．摆球在运动过程中受到三个力的作用：重力、摆线的拉力和回复力

C．摆球在运动过程中，重力和摆线拉力的合力等于回复力

D．摆球在运动过程中，重力沿圆弧方向上的分力等于回复力

解析：选D 摆球所受外力为重力和摆线拉力，B错误；摆球的轨迹是圆弧，故重力、拉力的合力除提供回复力外，还提供向心力，C错误；摆球所受合外力在圆弧方向的分力(等于重力沿圆弧方向的分力)作为回复力，在圆弧法线方向上的分力作为摆球做圆周运动的向心力，D正确；除最高点外，摆球的回复力并不等于合外力，在最低点平衡位置处，回复力为零，回复力产生的加速度为零，但有向心力，有向心加速度，故重力与摆线拉力的合力不为零，A错误。

二、单摆的周期┄┄┄┄┄┄┄┄②

1．探究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响 word

2 / 17 (1)探究方法：控制变量法。

(2)实验结论：①单摆振动的周期与摆球质量无关；②振幅较小时周期与振幅无关；③摆长越长，周期越长；摆长越短，周期越短。

河南省开封市兰考县高中物理《11.4单摆》导学案（无答案）新人教版选修3-4

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河南省开封市兰考县高中物理《11.4单摆》导学案（无答案）新人教版选修3-4

11.4 单摆

【自主预习】

1．单摆

(1）组成：① ,②

·

（2)理想化要求:

①质量关系：细线质量与小球质鼍相比可以 ·

②线度关系：球的 与线的长度相比可以忽略·

③力的关系:忽略摆动过程中所受 作用

实验中为满足上述条件，我们尽量选择质量大、 小的球和尽量细的线

2．单摆的回复力

(1)回复力的提供：摆球的重力沿 方向的分力·

(2)回复力的特点：在偏角很小时，单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成 ,方向总指向 。

即 F= 。

（3)运动规律：单摆在偏角很小时做 运动,其振动图像遵循 函数规律．

[关键一点］除两个最大位移处，单摆的回复力不是摆球所受的合力．

3．探究单摆周期与摆长的关系

(1)实验表明，单摆振动的周期与摆球——无关，在振幅较小时与 无关，但与摆长有关,摆长 ，周期越长.