第1篇:物理单摆优秀教案
物理单摆优秀教案
一、教学目标:
通过本节课的复习,进一步熟悉有关单摆的知识,能够熟练利用单摆的知识解决实际问题。
二、重点难点:
1、理解单摆在摆角很小(如不大于10)情况下,其振动是简谐运动。
2、单摆模型的应用。
三、教学方法:
复习提问,课件演示,讲练结合
四、教学过程
(一)知识回顾
(1)什么是单摆?
(2)单摆振动的回复力来源于什么?单摆做简谐运动的条件是什么?
(3)知道单摆的周期和什么有关?单摆振动的周期公式怎样?
(4)演示课件《单摆》,增加学生的直观感受。
(二)例题精讲
例1. 如下图所示,用两根长度都为L的绳线悬挂一个小球A,绳与水平方向的.夹角为α,使球A垂直于纸面作摆角小于5°的摆动,当它经过平衡位置的 瞬间,另一小球B从A球的正上方自由下落,并能击中A球,则B球下落的高度
是。
分析解答:球A垂直于纸面作摆角小于5°的摆动,球A的运动是简谐振动,
摆长为Lsinα,周期为T?2?0l。球B做自由落体运动,下落时间为t,下落g
高度h=12gt。当球A经过平衡位置的瞬间,B球开始下落,B球若能击中A球,B球下落时2
间应为A球做简谐振动半周期的整数倍,即t=nT/2。则n?Lsin2h? 解出B球距Agg
球的高度h=122npLsinα(n=1、2、3…) 2
点评:振动的周期性表现在它振动的状态每隔一个周期的时间重复出现,因此在讨论某一状态出现的时间时,要注意它的多值性,并会用数学方法表示。如本题中单摆小球从平衡位置出发再回到平衡位置的时间是半周期整数倍的一系列值。
例2. 若单摆的摆长不变,摆角小于5°,摆球质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置的速度减小为原来的1/2,则单摆的振动( )
A. 频率不变,振幅不变B. 频率不变,振幅改变 C. 频率改变,振幅改变D. 频率改变,振幅不变
分析解答:单摆的周期T=,与摆球质量和振幅
无关,只与摆长L和重力加速度g有关。当摆长L和重力加速
度g不变时,T不变,频率f也不变。选项C、D错误。单摆
振动过程中机械能守恒。如图5所示,摆球在极限位置A的重力势能等于摆球运动到平衡位置的动能,即mgL(1-cosθ)= mυ /2,υ=
增大,α减小,振幅A减小,选项B正确。
(三) 课堂练习
1、单摆的周期在下列何种情况时会增大()
A、增大摆球质量B、减小摆长 C、把单摆从赤道移到北极 D、把单摆从海平面移到高山
2、甲乙两单摆,同时做简谐运动,甲完成10次全振动时,乙完成25次全振动,若乙的摆长为1m,则甲的摆长为__________。
3、一单摆摆长为98cm,t=0时开始从平衡位置向右运动,则当t=1.2s时,下列关于单摆运动的描述正确的是()
A.正向左做减速运动,加速度正在增大B.正向左做加速运动,加速度正在减小
C.正向右做减速运动,加速度正在增大D.正向右做加速运动,加速度正在增大
(四) 能力训练
4、某学生利用单摆测定本地的重力加速度,他考虑了若干方案,其中正确的是()
A、测出单摆的振幅,摆长和振动周期
B、测出单摆的摆角、摆球的质量和振动的振幅
C、摆角只要小于5°,其实际角度不必测量,但需测出单摆的摆长和振动周期
D、必须测出摆角大小,摆长和振动周期
5、某学生利用单摆测定重力加速度,测得摆球的直径是2.0cm,悬线长是99.0cm,振动30次所需时间为60.0s,则测得的重力加速度值等于__________cm/s。 22,当υ减小为υ/2
时,
6、一单摆的摆长为78.1cm,当地的重力加速度为9.81m/s,试求这个单摆的周期。如果将这个单摆放到月球上,月球的重力加速度是地球的0.16倍,其他条件不变,那么这个单摆在月球上的周期变为多少?
(五) 学习本节内容应注意的问题:
①周期T与振幅、摆球质量无关,只与摆长L和所处地点重力加速度g有关。 ②单摆的摆长L是指悬挂点到摆球球心间的距离。 2
参考答案
1、D
2、6.25m 3、A 4、C
5、986.06、2s,5s
第2篇:高三物理单摆教案
第三节 单摆
三维教学目标
1、知识与技能
(1)知道什么是单摆。
(2)理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件。
(3)知道单摆的周期和什么有关,掌握单摆振动的周期公式,并能用公式解题。
2、过程与方法:观察演示实验,概括出影响周期的因素,培养由实验现象得出物理结论的能力。
3、情感、态度与价值观:
教学重点:掌握好单摆的周期公式及其成立条件。教学难点:单摆回复力的分析。
教学教具: 两个单摆(摆长相同,质量不同)。
(-)引入新课
我们学习了弹簧振子,知道弹簧振子做简谐运动。那么:物体做简谐运动的条件是什么?(物体做机械振动,受到的回复力大小与位移大小成正比,方向与位移方向相反。)
今天我们学习另一种机械振动——单摆的运动
(二)进行新课
1、什么是单摆?
提示:一根细线上端固定,下端系着一个小球,如果悬挂小球的细线的伸长和质量可以忽略,细线的长度又比小球的直径大得多,这样的装置就叫单摆。图2
物理上的单摆,是在一个固定的悬点下,用一根不可伸长的细绳,系住一个一定质量的质点,在竖直平面内摆动。所以,实际的单摆要求绳子轻而长,摆球要小而重。摆长指的是从悬点到摆球重心的距离。将摆球拉到某一高度由静止释放,单摆振动类似于钟摆振动。摆球静止时所处的位置就是单摆的平衡位置。
物体做机械振动,必然受到回复力的作用,弹簧振子的回复力由弹簧弹力提供,单摆同样做机械振动,思考:单摆的回复力由谁来提供,如何表示?
(1)平衡位置:当摆球静止在平衡位置O点时,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。
(2)回复力:单摆的回复力F回=G1=mg sinθ,单摆的振动是不是简谐运动呢?
单摆受到的回复力F回=mg sinθ,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 =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。
条件:摆角θ≤10°
说明:位移大时,单摆的回复力大,位移小,回复力小,当单摆经过平衡位置时,单摆的位移为0,回复力也为0。思考:平衡位置时,单摆所受的合外力是否为0?
单摆此时做的是圆周运动,做圆周运动的物体受向心力,单摆也不能例外,也受到向心力的作用(引导学生思考,单摆作圆周运动的向心力从何而来?)。在平衡位置,摆球受绳的拉力F和重力G的作用,绳的拉力大于重力G,它们的合力充当向心力。所以,单摆经过平衡位置时,受到的回复力为0,但是所受的合外力不为0。
(3)单摆的周期
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?
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。首先,我们研究摆球的质量对单摆周期的影响: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。
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°。
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:
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。
例 1:已知某单摆的摆长为L,振动周期为T,试表示出单摆所在地的重力加速度g.例 2:有两个单摆,甲摆振动了15次的同时,乙摆振动了5次,则甲乙两个摆的摆长之比为_________。
第3篇:高二物理单摆的教案
高二物理单摆的教案
【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
第4篇:单摆教案
单摆·教案
一、教学目标
1.知识与技能:(1)理解单摆模型的特点;(2)掌握单摆的运动特征和规律 2.过程与方法
(1)单摆物理模型的构建过程,“简化”和“相对”(2)单摆的运动规律的探究过程 3.情感态度价值观
培养学生严谨,实事求的科学精神,引导学生养成善观察生活的好习惯,体会物理学科中研究物体运动规律的一般方法。
二、重点、难点分析
对单摆运动规律的探究中对单摆的受力的分析。
三、教具
单摆
四、主要教学过程
(一)引入新课
生活中经常可以看见一些物体在竖直平面里的摆动,比如天花板上的吊灯在风吹后的摆动,公园离得秋千在人推动下的摆动,以及起重机下物体的晃动。。。这些看似复杂的物体否认摆动究竟有什么共同的特点,是否有规律可循呢?
(二)进行新课
(1)构建模型----单摆(教师拿出实验室中的单摆展示)在我们实验室
第5篇:单摆精品教案
单摆
一、教学目标
1.在物理知识方面的要求:
(1)理解单摆振动的特点及它做简谐运动的条件;(2)掌握单摆振动的周期公式。
2.观察演示实验,概括出周期的影响因素,培养学生由实验现象得出物理结论的能力。
3.在做演示实验之前,可先提出疑问,引起学生对实验的兴趣,让学生先猜想实验结果,由教师实验验证,使学生能更好的有目的去观察实验。
二、重点、难点分析
1.本课重点在于掌握好单摆的周期公式及其成立条件。2.本课难点在于单摆回复力的分析。
解决方案:对于重点内容通过课堂巩固练习加深印象。本课难点在于力的分析上,由教师画好受力分析图,用彩粉笔标示,同时引导学生看书,这部分内容属于A类要求及了解内容,只要使大部分学生能明白基本过程即可,重在强调最后结论。
三、教具
1.演示单摆振动周期的影响因素
三个单摆:两个摆长相同,
第6篇:单摆的教案示例
单摆的教案示例
一、教学目标
1.在物理知识方面的要求:
(1)理解单摆振动的特点及它做简谐运动的条件;(2)掌握单摆振动的周期公式。
2.观察演示实验,概括出周期的影响因素,培养学生由实验现象得出物理结论的能力。
3.在做演示实验之前,可先提出疑问,引起学生对实验的兴趣,让学生先猜想实验结果,由教师实验验证,使学生能更好的有目的去观察实验。
二、重点、难点分析
1.本课重点在于掌握好单摆的周期公式及其成立条件。2.本课难点在于单摆回复力的分析。
解决方案:对于重点内容通过课堂巩固练习加深印象。本课难点在于力的分析上,由教师画好受力分析图,用彩粉笔标示,同时引导学生看书,这部分内容属于A类要求及了解内容,只要使大部分学生能明白基本过程即可,重在强调最后结论。
三、教具
1.演示单摆振动周期的影响因素
三个单摆:两个
第7篇:单摆的教案示例
单摆的教案示例
一、教学目标
1.在物理知识方面的要求:
(1)理解单摆振动的特点及它做简谐运动的条件;(2)掌握单摆振动的周期公式。
2.观察演示实验,概括出周期的影响因素,培养学生由实验现象得出物理结论的能力。3.在做演示实验之前,可先提出疑问,引起学生对实验的兴趣,让学生先猜想实验结果,由教师实验验证,使学生能更好的有目的去观察实验。
二、重点、难点分析
1.本课重点在于掌握好单摆的周期公式及其成立条件。2.本课难点在于单摆回复力的分析。
解决方案:对于重点内容通过课堂巩固练习加深印象。本课难点在于力的分析上,由教师画好受力分析图,用彩粉笔标示,同时引导学生看书,这部分内容属于A类要求及了解内容,只要使大部分学生能明白基本过程即可,重在强调最后结论。
三、教具
1.演示单摆振动周期的影响因素
三个单摆:两个