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单摆说课一、物理教材分析——对摩擦力这节内容进行分析从课程标准上来看，本节内容属于选修3-4第十一章第四节的内容，是为选择物理的学生设计的，本节课程标准的要求是，“通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系。知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度。”由此可以看出，本节教学需要达到的教学目标水平是“知道”，这个词属于知识性目标动词，要求是了解水平。本节课中会有探究实验，对学生的要求相对而言高一些，体现了对选择物理的学生的更深层次的要求。“用……测……”这个要求是知识目标动词，要求程度较高，需要达到“运用”层次。本节内容属于是选修课程里的动力学范畴。因此本节课要以单摆为载体，进一步帮助学生深入理解运动和力之间的关系，促使学生有意识地把运动和力结合在一起，实现培养理科生的目标。从物理学知识与思想方法体系上看。本章主要围绕“简谐运动”这条主线展开，并得到相应的规律和动力学特点。不过这些规律的支撑案例具有很多人为因素，存在很多理想条件的设定，例如空气阻力可以忽略。除此之外，本节课还有部分数学规律的灵活运用，这数学知识包含了极限思维的方法弧长约等于弦长，这都是极限思维的一个体现。但是除了这些理想条件，极限条件之外，单摆也是自然性十足的一部分内容，在古代的摆钟就是运用了这个物理规律。物理知识是来源于生活的总结，给生活中的很多运用给予理论支持，或者利用物理规律创造更加丰富的生活用具，为生活提供更加便捷的服务。从本节内容上看，说“摩擦力”。本节内容的安排顺序和呈现方式，体现了编者的意图。本节内容在课本上第13页到第18页上部分，第一段话，说生活中经常看见悬挂起来的物体在竖直平面内摆动，我们来探究其规律。对于选择物理的学生来讲，此处已经不需要编者提供相当多的生活案例，此刻可以让学生自由发挥，发散学生的思维，给学生更大的思索空间。接下来教材上直接给了一个单摆的定义，画了一个图，是为了帮助学生更加形象地理解单摆的定义，并且在左边文字中说明了是理想化模型，是说明了现实生活上是不存在的。在右边部分有一个注释类的内容，是为了提醒学生在设计单摆实验时，应该注意的事项，却没有直接说明，是为了锻炼学生灵活运用学习过的知识运用到新的内容上的能力。接下来是一个演示实验，由于这个实验在做的时候，需要尽量保持下面的白纸拖动速度是不变的，这样的话现象比较明显，但是作为学生却不知道为什么要这样做，或者学生自己做的时候，会出现很多不方便的问题，例如墨水喷到同学的衣服上，影响学生的整个上课心情等，基于一系列的原因，所以本实验让老师演示。单摆的回复力，是单摆是否是简谐运动的入口，学生的知识掌握还不够想到这个入口，所以，课本上直接就给了学生一个思考方向。在接下来的证明过程中，用到了高数中的内容不在学生的掌握范围中，所以书中直接给了内容，备注里，说明了是运用了高等数学的内容，让学生觉得是科学的依据。在推理过程中，用到了极限思维方法，在讲解中使极限思维方法得到运用。推理部分内容，运用了位移，坐标系，受力分析等在必修一必修二中的必学内容，通过数学分析和理想近似，得到力的位移之间的关系。傅科摆的介绍是为了给对单摆感兴趣的同学，可以自己去探索。单摆周期部分的内容的安排是一个递进的关系，先演示实验，给同学们一个定性地研究，给出一个定性的结论，之后再次根据实验进行定量地研究，编者编写教材的顺序是很明确的。对于高中生来讲，独立自主设计实验的能力并不是很强，所以呢，在实验中，编者把实验注意事项写得很清楚，实验数据是如何处理的，也指导很完善，编者对学生的能力掌握地还是相当清楚。通过探究，在课本第17页，给出正确结论。在用单摆测定重力加速度部分的内容中，只是一个公式的转换，相对而言，所占据的篇幅较少。在此内容中，还详细介绍了如何从实验的图线中，直接得到重力加速度，比起直接计算的办法，相对简单一些。问题与练习的设计，是针对课程标准而设计的，1、2、3、4题是为了考察学生对单摆的简谐运动的图像，公式的考察。在第二题中，又结合了不同星球上的单摆，丰富学生的想象，再次巩固学生对必修部分的知识的掌握。二、说物理教学目标（一）知识与技能1、通过对单摆的定义学习，能例举出生活中哪些物体运用了单摆的原理。2、通过对定义的理解，能找出这些物体的运动具有的共同的运动特征，知道什么是单摆。3、通过教师适当引导，对单摆进行受力分析，明确其运动特征并证明其运动属于简谐运动。4、通过观察单摆的装置，认识单摆的装置，分析并设计出单摆影响单摆周期的因素。5、通过公式的变形，掌握计算重力加速度的方法。（二）过程与方法1、通过联系生活实际，培养学生发现问题、思考问题、解决问题的意识和能力2、通过自主实验，培养观察能力和分析能力，推理能力、处理实验数据的能力，归纳能力等。（三）情感态度与价值观1、通过联系生活实际找出知识运用，激发学生探索物理知识找寻生活规律的兴趣。2、通过对单摆周期探索培养学生探索能力和学习能力3、通过介绍科学家的情况，激发学生专研知识，探索科学的兴趣。鼓励学生勇于创新、敢于创新。三、说学情（本授课对象是普通学生）一般本节课的授课对象是高二的学生，他们对必修一必修二的掌握情况还不错，所以加以适当地引导本节课还是会比较容易进行下去。对于高中学生来讲，形象思维多于抽象思维，所以，需要尽量给学生们举一些生活中的例子，理想化模型在必修中，有过很多的例子，在这里只是一个应用。学生在学习单摆之前已经系统的学习了简谐运动，学生可以将已经学习过的简谐运动运用到单摆上去同时也巩固了学生对简谐运动的深入认识。通过对单摆受力特征的分析来验证单摆是否属于简谐运动，利于强化学生对简谐运动特征更深刻的认识。学生通过之前的学习已经掌握了对问题的探索能力，本节课将继续引导学生探索单摆运动。四、说教学重点和难点重点：知道单摆回复力的来源，运动特征和运动周期。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.单摆振动回复力的来源。3.周期与那些因素有关突破的方法：1、通过课堂实验将学生引入课堂，通过提问让学生联系生活实际例举生活实例。2、课件演示生活中具有单摆性质的物体的运动，让同学们找出其共性认识单摆3、演示实验——单摆模型说明单摆特点4、知识回顾简谐运动，通过受力分析找出回复力，指出其单摆运动的力，并进一步推导出单摆的运动为简谐运动。5、对简谐运动周期的回顾，通过对单摆运动特征的认知和表征，对单摆装置的认知，分析其元素属性，自主完成测量单摆周期的实验设置。五、说教学方法（一）教法1、讲授法；2、实验演示法；3、归纳法；4、交流讨论法。（二）学法1、部分自主探究法；（培养学生独立探索的能力，引导学生领悟克服困难的一般策略，比如本节课会用到的控制变量法。）六、说教学过程引入用伽利略发明了世界上最早的计时器，用故事引入。在生动的讲完故事之后，提问：那么在生活中还有哪些物体的运动与摆钟计时器类似（秋千、怀表）学生例举完之后用flash呈现学生例举的物体的运动让学生自己总结其运动然后在实验桌上摆出由铁架台、细线和钢球组成的一个简单的单摆装置，引导学生认识什么是单摆——在平衡位置做来回的摆动。演示实验将铁架台上的钢球换成装有墨水的注射器筒做一个简单的单摆装置测出其运动轨迹，提问：单摆在平衡位置做来回的运动并且单摆的运动轨迹和简谐运动的轨迹类似，那注射器的摆动是不是简谐运动？简谐运动的条件又是什么？回复力的推导我们在一般的条件下研究单摆是不是简谐运动，最简单的方法是看他的回复力是否满足F=-kx。先对单摆的振动描述，分析其受力特征：在平衡位置重力G和拉力F平衡，拉开摆球，使它偏离平衡位置，放手后摆球所受重力G和拉力F不再平衡，在这个两个力的共同作用下，摆球沿着以平横位置O为中心的一段圆弧做往复运动，这就是单摆。受力分析在摆球运动的任意点对摆球进行受力分析，找出摆球所受合力为F=mgsina产生切向运动的加速度，使它沿圆弧运动，并分析另一侧受力情况得出：当摆球处于平衡位置的左侧时F指向右方，当摆球处于平衡位置右侧是F指向平衡位置的左方，从而得出F=mgsina是使摆球沿圆弧振动的回复力。条件近似以O为原点建立坐标系，指出在偏角很小的时，得出sina=x/l，从得出单摆回复力的近似值F=-mg/x，指出其中各自物理量的意义。结论生成回顾简谐运动的条件F=-kx,将mg/l，用常数k表示可得出在偏角很小的情况下单摆做简谐运动。单摆周期对简谐运动特征回顾，影响弹簧振子的周期的因素分析单摆周期。在平衡位置坐来回的振动，并且有周期，那单摆运动一个来回的周期T是多大？与哪些因素有关了？下面将引导学生从实验装置上去引导学生去分析探索单摆的周期。（一）运动的表征让学生对单摆的运动进行表征：做一次演示实验，让学生再次对单摆的运动进行观察并对运动特点进行表征。（二）装置的分析让学生对简单单摆的装置进行观察，分析其包含的元素：摆线，小球。然后对元素的属性分析：摆球，质量和体积，摆线：长度。（三）知识迁移对弹簧振子运动周期的分析，猜想单摆周期的影响因子，并根据自己的猜想设计实验。用控制变量法：摆长不变，改变小球的质量测量多组数据，分析摆长保持质量不变改变摆线的长度，测量周期，（周期用秒表测出）测出多组数据让学生根据自己的属性分析猜想周期与哪些因素有关系，然后让学生根据自己的猜想写出自己的实验方案以待下次在实验室实施实验。用单摆测量重力加速度，公式推导方法介绍。七、板书设计单摆1、定义2、回复力3、周期4、应用