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1单摆教学设计方案课题单摆设计者单位陕西省山阳中学姓名仰孝升设计项目设计内容教学目标1．知识目标：（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．能力目标：（1）通过实验，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。（2）进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；（3）通过对单摆周期公式的的应用，提高学生应用物理规律解决实际问题的能力。3、情感目标：（1）充分利用多媒体辅助教学、演示实验和学生实验，让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，做到师生默契配合、情理交融，使学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态。（2）通过伽利略发现单摆的等时性到惠更斯的进一步探索研究得出结论，使学生体会到科学探索的艰辛，挖掘德育教育的素材。教学重点掌握好单摆的周期公式及其成立条件。教学难点探究设计研究单摆周期规律的方法步骤教学方法发现问题，现象分析，思维引导，设计探究，学生实验，总结规律，理解掌握。教学仪器两个单摆（摆长相同，质量不同），多媒体设备，自制课件2设计思路单摆在教材中是作为简谐振动的一个实例来安排，如果对教材处理得当，对巩固所学知识，进行科学态度和科学方法教育，培养学生通过实验探求规律的能力等都是极为有利的，本节课在教学设计时突出以下几个特点：1.重视实验：整节课由1个小演示实验和3个实验组成，通过演示实验的观察发现问题、通过分析探究设计解决的方法途径、再通过实验探求规律。充分体现了物理是以实验为基础的学科，体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。2.注重对学生进行物理学研究方法的教育：本节课从教学目标的制定，到教学内容的安排以及设问，培养学生探究问题的方法和能力。3.充分发挥学生的主体作用：通过实验探索、设问点拔，创设问题情境，引导学生积极参与，激发学习兴趣，活跃课堂气氛，调动学生的学习积极性，使学生始终保持积极探索的学习心态。4．.层次分明：这节课的程序是：（1）通过对生活经验的分析及实验观察发现问题，（2）正确地提出问题，探究解决问题的方法途径（3）通过实验定性揭示单摆的周期规律，（4）利用规律解决实际问题。5.重视多媒体辅助教学手段的运用提高课堂教学的效率。教学过程教师调控与点拨学生活动设计意图及教学资源安排引入新课（4分钟）提问：1．什么是简谐运动？2．弹簧振子的振动特点是什么？3．提出问题日常生活中，我们常常见到钟表店里摆钟摆锤的振动（教师展示摆钟钟摆的振动），这种振动有什么特点呢？它是根据什么原理制成的？学生思考并回答解决课前的问题，提高学习主动性提高参与意识设置情景，由自然的问题引入，贴近学生的生活，引发进一步学习的强烈兴趣。3新课教学（30分钟）一、演示（教师拿出单摆展示，同时介绍单摆构成）这就是单摆，一根绳子上端固定，下端系着一个球。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，在竖直平面内小角度地摆动。通过观察小球的小角度地摆动发现了什么问题？（介绍一下伽利略发现单摆等时性的小故事。）提问：单摆的回复力又由谁来提供？（教师对答案先不否定，通过对学生的提问，通过多媒体呈现力图）单摆的回复力要分析单摆回复力，先从单摆受力入手。单摆从A位置释放，沿AOB圆弧在平衡点O附近来回运动，以任一位置C为例，回复力怎么表示？在小角度下α＜10°，sinα≈α。由单摆的回复力的表达式能否看出单摆的振动是简谐运动？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，为简谐运动。所以，当α＜10°时，单摆振动是一种简谐运动。学生认真观看学生思考并回答（引导学生提出振动、等时性等问题）小组讨论提出猜想（引导分析单摆的回复力由绳的拉力和重力的合力来提供）实物展示和课件演示先由学生对单摆的感性认识逐步提升到理性认识课件演示4新课教学二、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：单摆的周期受那些因素的影响呢？（引导学生猜想）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。首先进行实验设计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。1.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。［实验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°。2.接下来看一下振幅对周期的影响。［实验2］将摆长相同两单摆在摆角小于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。3.如果摆长L不等，改变了这个条件会不会影响周期？［实验3］取摆长不同，两个摆球从某一高度同时释放，注意要α≤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。学生思考提出猜想（引导分析可能和摆球质量、振幅、摆长有关）学生实验观察回答学生实验观察回答指导学生认真观察设疑来提高进一步探讨的热情课件演示通过实验设计学习研究复杂问题的方法通过实验探究单摆周期与其它量之间的关系直接在观察实验中学生就可以得到结论5新课教学课堂练习（10分钟）4.结果具体有什么关系呢？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α≤10°三、结论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。四、应用1.单摆周期的这种周期和振幅无关的性质，叫做等时性。摆钟就是根据这个原理制成的，如果条件改变了，比如说摆钟走得慢了，那么就要把摆长调整一下，应缩短L，使T减小；如果这个钟在北京走得好好的，带到广州去会怎么样？由于广州g小于北京的g值，所以T变大，钟也会走慢；同样，把钟带到月球上钟也会变慢。（）2.我们还可以根据这个周期公式测某地的重力加速度，如何测量？3.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_________。五、课堂小结学生思考、总结实验现象(学生分组讨论)回答问题学生思考、讨论并回答学生练习课件演示比结论更重要的是对科学的推理方法的认识。辨证逻辑思维方法和抽象逻辑思维运用课件演示总结归纳6本节课主要研究了单摆振动的规律，只有在θ10°时单摆振动才是简谐运动。单摆振动周期：我们还可以根据这个周期公式测某地的重力加速度，由公式可知只要测出单摆的摆长、周期，就可以得到单摆所在地的重力加速度。课后作业：1．课本：4—62.请设计测量当地重力加速度的方法和步骤。加深理解课件演示