推荐第1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_________。
推荐第2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)在我们实验室中也有这样一个摆，但是它是不是比我们刚才所看到的摆要简单呢？
物理学在研究一些物体的运动时，通常会将问题简化，抓住主要特征，忽略次要因素，根据这个思想我们就可以将刚才所举的例子中的物体简化为一根绳加一个小球，在物理学中，我们把这个模型叫做单摆，也就是我们实验室的这套装置。这样，我们就可以通过对单摆模型的研究来获悉这些物体的运动规律了 （2）单摆模型的结构特征
(教师拿出实验室中的单摆展示)，我们说，研究一个物体首先要从他的结结构入手，大家可以仔细观察一下这个模型，它的结构有什什么特点呢？
（教师提问，学生回答，引导学生）绳相对于单摆的直径很长，小球的体积小，密度大（向学生强调“相对”的思想） （3）单摆运动特征的探究
1，通过观察初步判断单摆的运动特点：
我们刚才了解了单摆模型的结构特征，那么当这个单摆运动起来之后会怎样呢？（老师演示单摆的摆动）提问它的运动轨迹是怎样的。
学生可能答（圆弧）教师继续问还有什么特征 ，学生可能答：来回摆动
教师总结：单摆轨迹是圆弧，也就是说他是圆周运动的一部分，小球在一个位置附近摆来摆去，符合机械振动的运动特征，因此我们可以首先判断单摆做的是圆周运动和机械振动。 2，通过受力分析来探究单摆的运动特点
单靠观察是远远不够用的，我们说过物体的运动都是由力决定的，因此我们有必要对单摆的受力进行分析,我们以小球为研究对象，选取它偏离平衡位置的一个时刻，此时摆球受重力G，拉力T作用，现在我们就要对力进行分解: 由于摆球沿圆弧运动，它必定会有一个分力提供向心力，因此我们沿绳向○分解，此外，我们通过观察知道单摆做机械振动必然有一个恢复力，因此我们还要向平衡位置方向分解。
(然后老师引导学生继续做受力分析)得出Ｇ1＝Ｇsinθ＝mgsinθ； Ｇ2＝Gcosθ＝mgcosθ，正是沿运动方向的合力Ｇ1＝mgsinθ提供了摆球摆动的回复力，
在摆角很小时，sinθ＝θ 又回复力Ｆ＝mgsinθ Ｆ＝mg· （ｘ表示摆球偏离平衡位置的位移，ｌ表示单摆的摆长）
在摆角θ很小时，回复力的方向与摆球偏离平衡位置的位移方向相反，大小成正比，单摆做简谐运动.我们规定这个临界角为5°。
到此，我们得到结论，当单摆的摆角很小时，单摆做简谐运动。
（三）课堂小结
在课堂的开始，我们对生活中的一些物体的运动进行了观察，为了探寻他们的规律，我们将其简化，得出了一个物理模型单摆，通过对单摆运动规律的探究，我们知道了单摆在摆角很小的时候在做简谐运动。这个过程概括起来就是观察生活中的物理现象到抽象建模，再到物理模型研究最后得出结论，这个其实就是物理学科中研究物体运动的一般方法，在今后的物理学习中大家还会遇到。
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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，质量不同；两个摆长不同。 2．投影仪，投影片。(内容见附录)
四、主要教学过程 (一)引入新课
提问：什么是简谐运动？
答：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。 前节课我们学习了弹簧振子，了解了简谐运动和振动周期。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？钟摆类似于物理上的一种理想模型——单摆。我们就来分析一下单摆来解决以上的问题。
(二)教学过程设计
(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。所以，实际的单摆要求绳子轻而长，小球要小而重，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。我们这一章研究的是机械振动，而单摆振动也属于机械振动，单摆振动也是在某一平衡位置附近来回振动，这个平衡位置，就是绳子处于竖直的位置。
我们在学习机械振动时，曾经提到过机械振动的两个必要条件，一是运动中物体所受阻力要足够小；二是物体离开平衡位置后，总是受到回复力的作用。对于第一个条件单摆是符合的，单摆绳要轻而长，球要小而重都是为了减少阻力；第二个条件说到回复力。
提问：单摆的回复力又由谁来提供？
答：单摆的回复力由绳的拉力和重力的合力来提供。(教师对答案先不否定，通过对学生的提问，教师把受力图画在黑板上。)
1．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，此时摆球受重力G，拉力T作用，由于摆球沿圆弧运动，所以将重力分解成切线方向分力G1和沿半径方向G2，悬线拉力T和G2合力必然沿半径指向圆心，提供了向心力。那么另一重力分力G1不论是在O左侧还是右侧始终指向平衡位置，而且正是在G1作用下摆球才能回到平衡位置。(此处可以再复习近平衡位置与回复力的关系：平衡位置是回复力为零的位置。)因此G1就是摆球的回复力。回复力怎么表示？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？书上已给出了具体的推导过程，其中用到了两个近似：(1)sinα≈α；(2)在小角度下AO直线与AO弧线近似相等。这两个近似成立的条件是摆角很小，α＜5°。(见附表，打印在投影片上。)由投影片我们可知α在5°之内，并且以弧度为角度单位，sinα≈α。
在分析了推导过程后，给出结论：α＜5°的情况下，单摆的回复力为
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＜5°时，单摆振动是一种简谐运动。
2．单摆振动是简谐运动
特征：回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。
但这个回复力的得到并不是无条件的，一定是在摆角α＜5°时，单摆振动回复力才具有这个特征。这也就是单摆振动是简谐运动的条件。
条件：摆角α＜5°。
前面我们所学简谐运动是以弹簧振子系统为例，单摆振动和弹簧振子不同，从回复力上说，虽然都具有同一特征，却由不同的力来提供。弹簧振子回复力由合力提供，而单摆则是由重力的一个分力来提供回复力。这是回复力不同，那么其他方面，还有没有不同呢？我们在学习弹簧振子做简谐运动时，还提到过弹簧振子系统周期与振幅无关，那么单摆的周期和振幅有没有关系呢？下面我们做个实验来看一看。
3．单摆的周期
要研究周期和振幅有没有关系，其他条件就应不变。这里有两个单摆(展示单摆)，摆长相同，摆球质量不同，这会不会影响实验结果呢？也就是单摆的周期和摆球的质量有没有关？那么就先来看一下质量不同，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。
那么就可以用这两个单摆去研究周期和振幅的关系了，在做之前还要明确一点，振幅是不是可任意取？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5°。
[演示2] 摆角小于 5°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，证实了单摆振动周期和摆球质量、振幅无关，那么周期和什么有关？由前所说这两个摆摆长相等，如果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α＜5°。 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？经过一系列的理论推导和证明得到：
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，即满足摆角α＜5°。
条件：摆角α＜5°
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。
提问：由以上演示实验和周期公式，我们可知道周期与哪些因素有关，与哪些因素无关？
答：周期与摆长和重力加速度有关，而与振幅和质量无关。
单摆周期的这种与振幅无关的性质，叫做等时性。单摆的等时性是由伽利略首先发现的。(此处可以讲一下伽利略发现单摆等时性的小故事。)钟摆的摆动就具有这种性质，摆钟也是根据这个原理制成的，据说这种等时性最早是由伽利略从教堂的灯的摆动发现的。如果条件改变了，比如说(拿出摆钟展示)这个钟走得慢了，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。
4．课堂练习(见投影片) [题目]甲乙两个单摆，甲的摆长是乙摆长的4倍，乙摆球质量是甲球质量的2倍。在甲振动5次的时间内，乙摆球振动______次。
分析：此题考查的是周期的影响因素。已知摆长和质量比例关系，但由周期公式和前面所做演示实验可知，周期与质量无关，甲的摆长是乙的摆长的4倍，那么甲的周期就是乙的周期的2倍，频率是1/2，所以甲振动5次，同时乙振动10次。
(三)课堂小结
本节课主要讲了单摆振动的规律，只有在小角度时单摆振动才能近
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。
推荐第4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：两个摆长相同，质量不同；两个摆长不同。 2．投影仪，投影片。（内容见附录）
四、主要教学过程
（一）引入新课
提问：什么是简谐运动？
答：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。
前节课我们学习了弹簧振子，了解了简谐运动和振动周期。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？钟摆类似于物理上的一种理想模型——单摆。我们就来分析一下单摆来解决以上的问题。
（二）教学过程设计
（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。所以，实际的单摆要求绳子轻而长，小球要小而重，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。我们这一章研究的是机械振动，而单摆振动也属于机械振动，单摆振动也是在某一平衡位置附近来回振动，这个平衡位置，就是绳子处于竖直的位置。 我们在学习机械振动时，曾经提到过机械振动的两个必要条件，一是运动中物体所受阻力要足够小；二是物体离开平衡位置后，总是受到回复力的作用。对于第一个条件单摆是符合的，单摆绳要轻而长，球要小而重都是为了减少阻力；第二个条件说到回复力。 提问：单摆的回复力又由谁来提供？
答：单摆的回复力由绳的拉力和重力的合力来提供。（教师对答案先不否定，通过对学生的提问，教师把受力图画在黑板上。） 1．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，此时摆球受重力G，拉力T作用，由于摆球沿圆弧运动，所以将重力分解成切线方向分力G1和沿半径方向G2，悬线拉力T和G2合力必然沿半径指向圆心，提供了向心力。那么另一重力分力G1不论是在O左侧还是右侧始终指向平衡位置，而且正是在G1作用下摆球才能回到平衡位置。（此处可以再复习近平衡位置与回复力的关系：平衡位置是回复力为零的位置。）因此G1就是摆球的回复力。回复力怎么表示？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？书上已给出了具体的推导过程，其中用到了两个近似：（1）sinα≈α；（2）在小角度下AO直线与AO弧线近似相等。这两个近似成立的条件是摆角很小，α＜5°。（见附表，打印在投影片上。）由投影片我们可知α在5°之内，并且以弧度为角度单位，sinα≈α。
在分析了推导过程后，给出结论：α＜5°的情况下，单摆的回复力为
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＜5°时，单摆振动是一种简谐运动。 2．单摆振动是简谐运动
特征：回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。
但这个回复力的得到并不是无条件的，一定是在摆角α＜5°时，单摆振动回复力才具有这个特征。这也就是单摆振动是简谐运动的条件。 条件：摆角α＜5°。
前面我们所学简谐运动是以弹簧振子系统为例，单摆振动和弹簧振子不同，从回复力上说，虽然都具有同一特征，却由不同的力来提供。弹簧振子回复力由合力提供，而单摆则是由重力的一个分力来提供回复力。这是回复力不同，那么其他方面，还有没有不同呢？我们在学习弹簧振子做简谐运动时，还提到过弹簧振子系统周期与振幅无关，那么单摆的周期和振幅有没有关系呢？下面我们做个实验来看一看。 3．单摆的周期
要研究周期和振幅有没有关系，其他条件就应不变。这里有两个单摆（展示单摆），摆长相同，摆球质量不同，这会不会影响实验结果呢？也就是单摆的周期和摆球的质量有没有关？那么就先来看一下质量不同，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。 那么就可以用这两个单摆去研究周期和振幅的关系了，在做之前还要明确一点，振幅是不是可任意取？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5°。 [演示2]摆角小于5°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，证实了单摆振动周期和摆球质量、振幅无关，那么周期和什么有关？由前所说这两个摆摆长相等，如果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α＜5°。
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？经过一系列的理论推导和证明得到周期公式：
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，即满足摆角α＜5°。 条件：摆角α＜5°
且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。
提问：由以上演示实验和周期公式，我们可知道周期与哪些因素有关，与哪些因素无关？ 答：周期与摆长和重力加速度有关，而与振幅和质量无关。 单摆周期的这种与振幅无关的性质，叫做等时性。单摆的等时性是由伽利略首先发现的。（此处可以讲一下伽利略发现单摆等时性的小故事。）钟摆的摆动就具有这种性质，摆钟也是根据这个原理制成的，据说这种等时性最早是由伽利略从教堂的灯的摆动发现的。如果条件改变了，比如说（拿出摆钟展示）这个钟走得慢了，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。 4．课堂练习（见投影片）
[题目]甲乙两个单摆，甲的摆长是乙摆长的4倍，乙摆球质量是甲球质量的2倍。在甲振动5次的时间内，乙摆球振动____次。
分析：此题考查的是周期的影响因素。已知摆长和质量比例关系，但由周期公式和前面所做演示实验可知，周期与质量无关，甲的摆长是乙的摆长的4倍，那么甲的周期就是乙的周期的2倍，频率是1／2，所以甲振动5次，同时乙振动10次。
（三）课堂小结
本节课主要讲了单摆振动的规律，只有在小角度时单摆振动才能近
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。
简谐运动的教案示例 （之一）
一、教学目标
1．在物理知识方面要求： （1）了解什么是机械振动；
（2）掌握简谐运动回复力的特征； （3）掌握在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的规律（定性）。
2．通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力；通过相关物理量变化规律的学习，培养分析、推理能力。
3．渗透物理学方法的教育，运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动。
二、重点、难点分析
1．重点是使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。
2．偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆，这是难点。在一次全振动中速度的变化（大小、方向）较复杂，比较困难。
三、教具
1．演示机械振动
钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球。气垫弹簧振子、微型气源。 2．分析相关物理量的变化
计算机、软盘、彩电（29吋，代彩显），投影幻灯、投影片、彩笔。
四、主要教学过程
（一）引入新课
我们学习机械运动的规律是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
（二）教学过程设计 1．机械振动
振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请同学举例说明什么样的运动是振动？
说明微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动„„这些物体的运动都是振动。
演示几个振动的实验，要求同学边看边想：物体振动时有什么特征？ （1）一端固定的钢板尺 （2）单摆
（3）弹簧振子
（4）穿在橡皮绳上的塑料球
提出问题：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的„„它们的运动有什么共同特征？
在同学回答的基础上归纳出：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
明确：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动。 2．简谐运动
指出简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。 （1）弹簧振子
演示气垫弹簧振子的振动。
通过同学的观察、分析、讨论得到： ①滑块的运动是平动，可以看作质点。
②弹簧的质量远远小于滑块的质量，可以忽略不计。
明确：一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子。 ③没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。 说明我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。 （2）弹簧振子为什么会振动？
提出问题：当把振子从它静止的位置O拉开一小段距离到B再放开后，它为什么会在B—O—C之间振动呢？
要求同学运用学过的力学知识认真分析、思考。
引导同学分析振子受力及从B→O→C→O→B的运动情况，突出弹力的方向及在O点振子由于惯性继续运动。
归纳得到：物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力。回复力是根据力的效果命名的，对于弹簧振子，它是弹力。 说明回复力可以是弹力，或其它的力，或几个力的合力，或某个力的分力。 在O点，回复力是零，叫振动的平衡位置。 （3）简谐运动的特征
说明弹簧振子在振动过程中，回复力的大小和方向与振子偏离平衡位置的位移有直接关系。在研究机械振动时，我们把偏离平衡位置的位移简称为位移。 演示：计算机模拟弹簧振子的振动
引导同学分析、讨论：
振子从B运动到E时，位移大小为|OE|，方向向右； 振子从C运动到D时，位移大小为|OD|，方向向左； 振子运动到O时，位移为零； 位移可以用振子坐标x来表示。
提出问题：弹簧振子振动时，回复力与位移是什么关系？
归纳同学的回答得到：根据胡克定律，弹簧振子的回复力与位移成正比，与位移方向相反。 明确：物体在跟位移大小成正比，并且总指向平衡位置的力作用下的振动，叫做简谐运动。 写出F=-kx 说明式中F为回复力；x为偏离平衡位置的位移；k是常数，对于弹簧振子，k是劲度系数，对于其他物体的简谐运动，k是别的常数；负号表示回复力与位移的方向总相反。 弹簧振子的振动只是简谐运动的一种。
3．在一次全振动中，相关物理量的变化规律 演示：计算机模拟弹簧振子的振动。（与前面相似，加x、v、a、F的显示） 让同学观察当振子从B→O→C→O→B时，就完成了一次全振动，以后振子会重复上述过程。 （1）位移的变化 演示：x的变化。 （2）回复力的变化
提出问题：当位移x变化时，回复力F如何变化？
在同学回答的基础上明确：根据简谐运动的特征，F与x成正比变化，且方向相反。 演示：F的变化。 （3）加速度的变化
提出问题：当回复力F变化时，加速度a如何变化？
在同学回答的基础上明确：根据牛顿第二定律，a与F成正比，且方向相同。 演示：a的变化。 （4）速度的变化
引导同学分析讨论：B→O振子怎样运动？
明确：是加速度变小的加速运动，速度v变大，O速度最大。 再分析讨论：O→C振子做什么运动？
明确：是加速度变大的减速运动，速度v变小，C速度为零。 演示：v的变化。
发给同学表格，并将表格用投影幻灯投影在幕上。
符号约定：增大↑减小↓最大M 零0 向左←向右→
要求同学填写指定表格，讨论1～2名同学的所填内容是否正确。
（三）课堂小结
1．机械振动是一种很普遍的运动形式，大至地壳的振动，小至分子、原子的振动。振动的特征是在中心位置两侧往复运动。 2．为了研究简谐运动，我们运用了物理学中的理想化方法：从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的、非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——弹簧振子，并且研究了弹簧振子在无阻力的理想条件下的运动问题，理想化是研究物理问题常用的方法之一。
3．简谐运动是一种简单的、基本的振动，许多物体的微小振动都可以看作是简谐运动，复杂的振动可以看作简谐运动的叠加，它的特征是：回复力与偏离平衡位置的位移成正比。 4．简谐运动是一种变加速运动。
五、说明
1．简谐运动中振子的“位移”x实质是位置矢量，与运动学中讲的位移矢量不同，中学没有严格区分这两个矢量，我们通俗地把x说成是相对于平衡位置的位移。 2．弹簧振子振动形成的原因，一是回复力的特点（总指向平衡位置），二是振子的惯性，这是分析问题的关键。
3．振动物体过平衡位置对回复力是零，合力不一定是零，所以，我们给机械振动下定义时用的是中心位置，较为准确。教材用平衡位置，我们也用平衡位置而不严格区分。
推荐第5篇：单摆测重力加速度教案
用单摆测重力加速度教案
一、教学目的
1、知识与技能 （1）、学生学会用单摆测定当地的重力加速度； （2）、让学生学会处理数据的方法； （3）、让学生能正确熟练地使用秒表以及对新科技新技术的应用。 （4）、巩固和加深对单摆周期公式的理解.
2、过程与方法：
（1）学生发散思维、探究重力加速度的测量方法──明确本实验的测量原理──组织实验器材、探究实验步骤──进行实验──分析数据，得出实验结论。这一条探究之路。 （2）学习用累积法减小相对误差的方法.
3、情感态度与价值观 （1）、通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。 （2）、通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。
二、教学重点与难点
1、重点：
（1）了解单摆的构成。 （2）单摆的周期公式。 （3）处理数据的方法。
2、难点：
（1）计时的准确性。 （2）计数的准确性。
三、实验器材
①球心开有小孔的小金属球 ②长度大于1米的细尼龙线 ③铁夹 ④铁架台 ⑤游标卡尺 ⑥米尺
⑦秒表、光电门及显示器
四、教学过程
（一）引入：美国阿波罗计划是人类历史上的一个壮举，人类首次踏上了地球之外的天体。但是有人质疑整个计划可能是场骗局。其中质疑之一就是某段录像中，根据人下落的距离和
2所用的时间，得到当地的重力加速度为约6.8m/s，显然跟我们普遍认知的月球上重力加速2度约为1.6m/s有较大偏差。那么，除了这种通过自由落体运动，还有哪些方法可以测量当地的重力加速度呢？
1、物体作自由落体运动；g2ht2
2、物体从光滑的斜面上由静止下滑；g
3、弹簧测力计与天平：g
4、用打点计时器gST2Gm2St2sin
5、用圆锥摆g2lcos
6、万有引力gGMR2
（二）实验探究：
1、实验目的：用单摆测定当地重力加速度；会使用秒表、游标卡尺。
问题
1、用单摆测量重力加速度是根据什么物理原理？重力加速度的计算式是怎样的？ 问题
2、该实验需要测量哪些量？计算出来的重力加速度是几位有效数字？
42l
2、实验原理：根据单摆周期公式T=2πl/g，得：g=。据此，只要测得摆长l和周
T2期T即可算出当地的重力加速度g（三位）。 问题
3、单摆应选用什么样的球？为什么？C A、空心乒乓球
B、实心泡沫球
C、直径2cm铁球
D、直径4cm铁球 问题
4、什么样的线？为什么？D A、粗棉线
B、粗弹簧
C、细橡皮筋
D、细棉线 问题
5、线长度应当在什么范围内？为什么？C A、1cm
B、10cm
C、1m
D、10m 问题
6、测量周期用什么测量工具？为什么？怎样读数？B A、时钟
B、秒表
C、打点计时器
问题
7、测量摆长用什么测量工具？为什么？怎样读数？AB A、米尺
B、游标卡尺
C、螺旋测微器
3、实验器材：①球心开有小孔的小金属球②长度大于1米的细尼龙线③铁夹④铁架台⑤游标卡尺⑥米尺⑦秒表 问题
8、怎样保证小球的摆动是简谐运动？如何保证摆动过程中摆长不变？如何保证摆角小于5°（10°）？
问题
9、怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？如何对振动次数计数？ 问题
10、秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？
4、实验步骤： (1）、根据讨论结果，各组编写实验步骤（强调编写步骤中要指明器材、方法、公式），设计表格 (2）、出示参考实验步骤，表格， 参考实验步骤：
①做单摆，取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，并固定在铁架台上； ②用米尺量出悬线长l准确到毫米，用游标卡尺测摆球直径d，算出半径r，也准确到毫米，，算出摆长L=l+r；
③把单摆从平衡位置拉开一个角度（
单摆完成30次全振动（过平衡位置61次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。T=t/n（计时和计数再用光电门和手机秒表）；
42l④把测得的周期和摆长的数值代入公式g=2，求出重力加速度g的值来
T⑤改变摆长，重做几次实验。求g的平均值。 ⑥整理器材。 参考表格：
次数 1 2 3 摆长L（米） 振动次数n（次） 时间t(秒) 周期T(秒)
g平均值：___________
5、注意事项：
①选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm；
②单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑，摆长改变的现象；
③注意摆动时摆角不能过大（
④摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆；
⑤为减小记时误差，采用倒数计数法，即当摆球经过平衡位置时开始计数，“3，2，1，0，1，2，3……”数“0”时开始计时，数到“60”停止计时，则摆球全振动30次，T=t/30。 ⑥计时从平衡位置开始是因为此处摆球的速度最大，人在判定它经过此位置的时刻，产生的计时误差较小。。
6、结论与误差分析：
1、g偏大：
2、g偏小：
五、教学反思
学生根据老师提供的器材，按照实验要求，合理选择器材，自己设计实验方案、测量的主要步骤及需要测量的物理量。题：用实验室提供的下列器材：不同材料的摆球，长100cm至120cm的摆线若干，带铁夹的铁夹台，秒表，米尺，游标卡尺，量角器，测量本地区的重力加速度。（l）简要说明实验方案的设计思路；（2）简要说明测量的主要步骤与需要测量的物理量；（3）用已知量和测得量表示重力加速度的计算式；（4）通过测得量计算重力加速度的平均值。引伸1：用作图法计算重力加速度：引伸2：若实验室提供的摆球是不规则的，你怎样测量。采用以上方法进行教学，有利于学生积极思考，发挥学生的主体作用；有利于发展学生智力，培养能力；可克服传统演示实验的弊病，使学生获得发现知识的实验基础，享受科学实验的成果，进而鼓励同学立志去努力发现，探索物质运动的奥秘。
六、实验创新
1、应用光电门计数，让实验计数更加清晰和准确，还可以让学生体会和感受新科技新技术给生活生产带来的便利，更好的激励学生努力学习。
2、先用机械秒表计时，再用手机秒表计时，两者进行对比，让学生感受科技带来的好处。既让学生学会了如何读数，也让学生感受了科技发展的作用，再次激励学习努力学习，激发学习物理的兴趣。
推荐第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：两个摆长相同，质量不同；两个摆长不同。 2．投影仪，投影片。（内容见附录）
四、主要教学过程
（一）引入新课
提问：什么是简谐运动？
答：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。
前节课我们学习了弹簧振子，了解了简谐运动和振动周期。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？钟摆类似于物理上的一种理想模型——单摆。我们就来分析一下单摆来解决以上的问题。
（二）教学过程设计
（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。所以，实际的单摆要求绳子轻而长，小球要小而重，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。我们这一章研究的是机械振动，而单摆振动也属于机械振动，单摆振动也是在某一平衡位置附近来回振动，这个平衡位置，就是绳子处于竖直的位置。
我们在学习机械振动时，曾经提到过机械振动的两个必要条件，一是运动中物体所受阻力要足够小；二是物体离开平衡位置后，总是受到回复力的作用。对于第一个条件单摆是符合的，单摆绳要轻而长，球要小而重都是为了减少阻力；第二个条件说到回复力。
提问：单摆的回复力又由谁来提供？
答：单摆的回复力由绳的拉力和重力的合力来提供。（教师对答案先不否定，通过对学生的提问，教师把受力图画在黑板上。）
1．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，此时摆球受重力G，拉力T作用，由于摆球沿圆弧运动，所以将重力分解成切线方向分力G1和沿半径方向G2，悬线拉力T和G2合力必然沿半径指向圆心，提供了向心力。那么另一重力分力G1不论是在O左侧还是右侧始终指向平衡位置，而且正是在G1作用下摆球才能回到平衡位置。（此处可以再复习近平衡位置与回复力的关系：平衡位置是回复力为零的位置。）因此G1就是摆球的回复力。回复力怎么表示？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？书上已给出了具体的推导过程，其中用到了两个近似：（1）sinα≈α；（2）在小角度下AO直线与AO弧线近似相等。这两个近似成立的条件是摆角很小，α＜5°。（见附表，打印在投影片上。）由投影片我们可知α在5°之内，并且以弧度为角度单位，sinα≈α。
在分析了推导过程后，给出结论：α＜5°的情况下，单摆的回复力为
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＜5°时，单摆振动是一种简谐运动。
2．单摆振动是简谐运动
特征：回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。
但这个回复力的得到并不是无条件的，一定是在摆角α＜5°时，单摆振动回复力才具有这个特征。这也就是单摆振动是简谐运动的条件。
条件：摆角α＜5°。
前面我们所学简谐运动是以弹簧振子系统为例，单摆振动和弹簧振子不同，从回复力上说，虽然都具有同一特征，却由不同的力来提供。弹簧振子回复力由合力提供，而单摆则是由重力的一个分力来提供回复力。这是回复力不同，那么其他方面，还有没有不同呢？我们在学习弹簧振子做简谐运动时，还提到过弹簧振子系统周期与振幅无关，那么单摆的周期和振幅有没有关系呢？下面我们做个实验来看一看。
3．单摆的周期
要研究周期和振幅有没有关系，其他条件就应不变。这里有两个单摆（展示单摆），摆长相同，摆球质量不同，这会不会影响实验结果呢？也就是单摆的周期和摆球的质量有没有关？那么就先来看一下质量不同，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。
那么就可以用这两个单摆去研究周期和振幅的关系了，在做之前还要明确一点，振幅是不是可任意取？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5°。
[演示2]摆角小于5°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，证实了单摆振动周期和摆球质量、振幅无关，那么周期和什么有关？由前所说这两个摆摆长相等，如果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α＜5°。
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？经过一系列的理论推导和证明得到周期公式：
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，即满足摆角α＜5°。
条件：摆角α＜5°
且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。
提问：由以上演示实验和周期公式，我们可知道周期与哪些因素有关，与哪些因素无关？
答：周期与摆长和重力加速度有关，而与振幅和质量无关。
单摆周期的这种与振幅无关的性质，叫做等时性。单摆的等时性是由伽利略首先发现的。（此处可以讲一下伽利略发现单摆等时性的小故事。）钟摆的摆动就具有这种性质，摆钟也是根据这个原理制成的，据说这种等时性最早是由伽利略从教堂的灯的摆动发现的。如果条件改变了，比如说（拿出摆钟展示）这个钟走得慢了，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。
4．课堂练习（见投影片）
[题目]甲乙两个单摆，甲的摆长是乙摆长的4倍，乙摆球质量是甲球质量的2倍。在甲振动5次的时间内，乙摆球振动____次。
分析：此题考查的是周期的影响因素。已知摆长和质量比例关系，但由周期公式和前面所做演示实验可知，周期与质量无关，甲的摆长是乙的摆长的4倍，那么甲的周期就是乙的周期的2倍，频率是1／2，所以甲振动5次，同时乙振动10次。
（三）课堂小结
本节课主要讲了单摆振动的规律，只有在小角度时单摆振动才能近
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。
推荐第7篇：物理：鲁科版 选修34 1.3 单摆 (教案)
高二物理选修3-4教案
4、单摆
一、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：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。
二、教学重点、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。
三、教具:两个单摆（摆长相同，质量不同）
四、教学过程 （－）引入新课
在前面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？ 答：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、阅读课本第167页到168页第一段，思考：什么是单摆？
答：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。
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°
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：此时，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。
图２
3．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？ 生：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？下面我们用实验来证实我们的猜想
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。（由一名学生来完成实验验证，教师加以指导）
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°。（由一名学生来完成实验验证，教师加以指导）
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：
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与都一定，T就一定了，对应每一个单摆有一个固有周期T，
（三）课堂小结：本节课主要讲了单摆振动的规律，只有在θ 成正比；当L一定，T与
成反比；L，g期
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_________。
推荐第8篇：单摆教学设计
《单摆》教学设计
江苏省邳州市宿羊山高级中学 周中华
一、设计思想
中学物理教学的目的，是使学生比较系统地掌握进一步学习现代科学技术所需的物理基础知识，了解这些知识的实际应用，培养学生的实验技能、思维能力、自学能力和灵活运用知识解决实际问题的能力；培养学生的辩证唯物主义观点。培养学生的创新意识和创新能力是现代教育研究的核心，本文介绍单摆课题中开展创新教学、培养学生创新能力的一点做法。
旧教育模式基本如下：
提出单摆的模型→规律→应用、解题
该教学模式重视的是知识的传授，重点是知识的应用──解题，且通过解题来熟练掌握该知识和提高运用这些知识解决问题的能力，即熟练解题技巧。这种教学模式，缺乏知识的产生和发展的过程，学生实际参与少，体验不深，理论联系实际少，且介绍创造发明的往往一笔带过。本人认为这把物理学的精华部分给埋没了，使学生感到学习物理知识是为了解题，为了升学考试，从而使学生的学习处于被动状态，即学生对学习的内在动力不足，兴趣不浓，这是目前教学中存在的共同问题。大量解题，学习解题的各种技巧，造成知识面狭窄，自学能力差，除课本上知识外，很少接触其他课外书，不重视实验，观察能力和实验操作能力差。
本人根据自己的教学经验结合“单摆”教学实际，确立如下教学模式：
观察→抽象建模→规律→应用
此教学模式让学生充分感受、理解知识的产生和发展过程，引导、启发学生模拟探究原科学家的实践活动过程，发现“新”现象，通过联想、判断、推理、分析、综合，归纳出物体呈现如此现象的本质和规律，然后把规律应用到实际中去。力求体现物理学研究的基本方法，重点展现发现规律的过程和应用规律的过程，即展现发现、发明创造的过程，从中培养学生创新意识和创新能力，使学生感到所学知识确有实际意义，从内心感到确需知道该知识和方法，从而积极参与、主动学习、自主探索。同时体现教师适时点拨、“搭桥引路”的主导地位。当然在教学过程中要精选习题、当堂达标训练，切实提高课堂教学效率。
二、教学过程
下面是该教学模式的具体操作过程：
1．观察：钟摆的摆动
由日常见到的现象：挂灯在风吹后的摆动，秋千在人推动后的摆动
（物体来回摆动）入手，通过联想、判断使学生感到我们所研究的物理现象来源于自然，不是凭空想象出来的。
2．抽象建模
把观察到的物理现象进行抽象，建立理想模型，使研究的物理问题简单化。在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量忽略不计，球的直径比线长短得多，即把球看成一个质点──单摆模型。
3．规律
（1）单摆呈现来回摆动现象的本质：让学生想想，师生一起分析摆球受到重力和细线的拉力不在一条直线上，即受力不平衡的缘故。重力沿细线垂直方向的分力，即是使摆球回到最低点的回复力，注意这个力不是重力和细线拉力的合力。在摆角小于5°时，摆球运动可看做简谐运动。摆球在空间摆动观察时如无显著的参照物作为标准，很可能造成圆锥摆。可采用上端带有支架（支架垂直与面板，并且po在一条直线上垂直与面板）的面板。如图（1）。人是很难做到不同摆角和同一摆角。易造成摆角过大而引起非简谐运动，或摆角太小不易测量周期。现在面板上做一以p为圆心的半圆，并标出刻度。实验时就可以根据面板上的刻度读出摆角值，从而准确的验证影响周期的因素。
（2）单摆的规律：等时性。
模拟科学家研究过程，但不完全照搬，也要有所创新。从中激发学生的兴趣，重视学生的内心体验与主动参与。伽利略在教堂中看到挂灯的摆动，发现该现象，并研究得出单摆的等时性。根据历史记载，伽利略所处年代还没有精确的计时仪器，他如何确定的？只好用自己的脉搏跳动测得，他利用人在正常情况下脉搏跳动是基本均匀的，这是一种类比方法。现在我们有计时仪器，可以照课本上实验来确定这一结论。一般人的脉搏跳动总有些不稳定，这样实验不够精确，那么我们现在如何设计一个简单而精确的实验来验证呢？让学生想一想，然后提示学生用比较法。
用2个单摆比较，可能有学生提出；也许是巧合呢？那么用5个单摆，其中2个摆球形状、质量完全一样，其余3个各不相同（这样容易比较）。用5根约1m长的细线一端拴住摆球，另一端各悬挂在同一水平横杆上（并排）如图2，使摆长一样（这是实验成败的关键）。想想如何比较摆球的周期相同不相同？
先试一下，一个一个推动摆球（摆角
课本中并没有通过实验验证重力加速度与周期的关系。若采用磁性摆球，并在摆球的平衡位置正下方放一U型的磁铁，相当于增大重力加速度。比较和未加磁铁时同一摆球50～60次全振动所需时间就验证了重力加速度增大时周期变短，改变磁铁磁极，相当于减小重力加速度，周期变长。说明重力加速度的改变可以影响周期的变化。然后提出，这由惠更斯研究发现单摆的振动周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，且确定了如下的单摆振动周期公式（也可用数学方法和弹簧振子的周期公式推导出这一公式，应看学生的基础、程度而定。）
4．应用
由物理现象得出物理规律，再应用到实际中去，这是物理研究的最终目的，是理论联系实际的过程，也是发明创造的过程，也即学生内化和外延的过程。在这过程中有意识地培养学生发散思维，并进行“创造发明”的教学。
由惠更斯首先利用单摆的等时性，直接应用发明了带摆的计时仪──摆钟。简介摆钟基本结构，然后让学生想想摆钟有哪些缺点。
分析原因：（1）由于热胀冷缩，引起摆长改变，使计时有快慢。（2）钟摆受阻力作用，摆动一定次数后要停止，需定时上发条，不方便。（3）造价贵，与现行的电子钟、石英钟比较，电子钟、石英钟精确，一节5号电池，可使用半年。
然而是不是要淘汰摆钟呢？不，有人把这做得大一些，做成一种落地座钟，成为一件装饰品，又是一种计时器，这也是一种创造发明。
联想运用单摆的周期公式，可以测定当地的重力加速度，又可拿到某一星球表面上，测该星球表面的重力加速度：
等效应用：把一个物体的来回运动等效看成单摆的运动。例如，一个小球在较大半径的光滑圆弧槽内来回运动（槽固定在地面上），可以等效看成绕圆心来回摆动的单摆运动。又如，双线摆可等效看成某一摆长的单摆运动，在升降机中单摆周期的变化，等等。应用中不仅使学生解题能力得到提高，而且使学生的创新能力和综合能力得到培养，使学生在获得知识同时，多方面的能力也得到培养，但应用中应减少一些纯粹为熟练公式或无实际价值的问题。
本节课设计的指导思想是培养学生各方面的素质，教学中以实验为基础结合学生的思维特点。充分发挥教师的主导作用，体现学生的主体地位，让学生成为知识的发现者，以规律的认识为主线，把传授知识、培养能力、渗透方法有机结合到一起。目的在于培养学生各方面的能力。 2009-02-25 人教网
推荐第9篇：单摆研究的论文
[摘要]单摆演示实验仪是中学物理教学中的常用实验仪。由于摩擦等外界阻力的作用，普通单摆的小球摆动一段时间后会停下来。永不停息单摆是用间歇电磁力来周期地加速摆球的特殊单摆，是综合力学原理和电磁学原理进行创新研制而成的。
[关键词]单摆间歇电磁力周期加速不停息摆动
（一）原理和设计构想
大学物理演示实验中，单摆实验仪器的摆角一般应小于5度。从力学原理上讲，单摆在不受外界影响的情况下，应以简谐振动的方式永不停息地摆动下去，根据受力分析，作为单摆的小球，重力沿绳子方向的分力和绳子弹力的合力提供小球做圆周运动的向心力，沿运动轨迹切线方向的分力不断做功实现动能和势能的相互转化，导致小球做周期性不停止的摆动；然而，实际上，由于受到各种阻力因素的影响，单摆实际上是在做阻尼振动，阻力做功消耗了摆球的机械能，最终使摆球停止在平衡位置。甚至合外力不全在竖直平面内时，还会作其他摆动，如做圆锥摆动等。
经过试验探索发现，用周期等于单摆摆动周期的间歇电磁力来驱动单摆时，磁场可以补充摆动过程中损失的能量，致使单摆永不停息地摆动下去，并且还发现本仪器兼有傅科摆的演示效果，即摆动到一定的时间后可明显观察到由于地球自转产生的摆平面出现的偏转角。
（二）实验仪电路及工作原理
1.实验仪的电路组成。
本实验仪电器控制电路包括两个电路部分：1-弱电控制单元，2-电磁力驱动单元，如图1所示。
1-弱电控制单元的组成：铜环与电磁继电器串联后接入到12V直流电路中；
2-电磁力驱动单元的组成：电磁铁的电磁线圈与开关S1、电磁继电器的触头和指示灯顺序串联后，接入220V的交流电路中。
2.其工作原理是：闭合开关S1，同时使摆球摆动起来。在每个摆动周期内，球在两个最高点时，吊球的铜丝与铜环接触的瞬间电磁继电器接通，使电磁铁通电产生一个瞬时的磁场力。当小球离开最高点时，磁力随即消失，这样使得小球在每次回摆时受到外加电磁力的驱动，获得补充能量来克服外界阻力产生的影响，从而使小球永不停息地摆动下去。电路指示灯工作过程是，开关S1闭合，电磁继电器接通，电磁铁回路接通，指示灯亮；否则，指示灯熄灭。
（三）实验仪结构示意图
实验仪结构示意图如图2所示：(1)12V直流电源；(2)12V电源接线柱；(3)工作指示灯；(4)交流电源接线柱；(5)保险丝；(6)带指示灯开关；(7)单摆小球；(8)铜丝制摆线；(9)铜环；(10)固定架；(11)导线；(12)底座。
实验仪线路连接：直流电源的正负接线柱接装置的两个接线柱，电源接线柱接220V交流电。
（四）功能特点及效果分析
1.实验仪的功能特点。
（1）集“单摆演示、电磁力驱动演示、傅科摆演示和弱电控制强电演示”于一体，且演示效果显著。
（2）集“力、电、磁”知识于一身，知识含量丰富，趣味性强，能很好地激发同学们探索科学的兴趣。是一种很好的“综合性、探索性、创新性”演示实验。
（3）采用低压弱电控制高压强电，把强电路放在装置内部，低压控制电路置于操作区，使实验仪器具有很好的安全性。
2.实验仪注意事项及演示效果分析。
（1）实验开始时最好在铜丝上镀一层锡，这样铜丝与铜环的接触效果会更好，实验现象的明显度也会大大提高。
（2）换重一些摆球不仅会使接触效果增强，还会增加实验现象的明显度。
（3）每个周期内，铜丝与铜环接触两次，电磁继电器的衔铁也将被吸合、释放两次，指示灯也同步闪亮两次、演示效果明显。
推荐第10篇：李磊单摆说课
一、教材分析
单
摆
单摆是人民教育出版社2004年出版的高中物理课程标准实验教科书选修3-4的第十一章机械振动的第四节内容。机械振动这一章是在学生学习了运动学，动力学及功和能的知识后编排的，是力学的一个特例。机械振动和后面的机械波是比较复杂的机械运动形式，对它们的研究为以后学习电磁振荡，电磁波和光的本性奠定基础。单摆这一节是在学习了简谐运动的定义，描述及其回复力和能量的基础上安排的。单摆作为一个机械振动的具体的实例，为巩固理解简谐运动的规律及其特点起了重要的作用。单摆作为生活中抽象出的物理模型，与人民的日常生活，生产实践，科学研究有着密切的关系，所以本节是本章的重点内容。
本节的特点一是从生活实例中抽象出单摆物理模型，最后运用单摆的知识解决生活中实际问题，充分体现了课程标准中从生活走向物理，从物理走向社会的理念；二是运用近似处理方法，研究单摆做简谐运动的条件，这是在研究复杂问题时通常采用的方法；三是以实验为基础的教学充分发挥学生主体作用，培养学生的实验能力，通过探究式教学，培养学生科学探究的精神和发现问题，解决问题的能力。
二、教学目标
单摆作为机械振动的一个实例，是理想化的物理模型。学习了单摆可以巩固简谐运动的有关知识。通过本节课的学习学生在知识与技能方面应达到以下目标（知道什么是单摆，单摆的振动图像是怎样的，单摆的回复力是由什么力提供的及在什么条件下单摆做简谐运动，周期与哪些因素有关，学会探究周期与摆长的定量关系，知道单摆的周期公式。）；在过程与方法方面会用控制变量法设计探索性实验，学会探究的一般方法与步骤， 学会运用软件处理数据，培养学生的实验观察、分析，处理数据的能力；在情感态度与价值观方面应达到以下要求（体会科学家探索自然规律的科学态度和科学精神；通过小组合作，培养学生合作的精神及交际能力。）。
三、教学的重点和难点
如果能找出单摆的回复力与位移的关系，也就可以研究单摆在什么条件下做简谐运动，所以，对单摆回复力的推导及对其近似处理的方法作为本节教学的重点。另外，研究周期与哪些因素有关，怎样通过实验探究周期与摆长的关系也为本节教学的重点。
高中学生在分析物体受多个力作用时往往找不到解决问题的方法，不能正确对物体进行受力分析并运用力的合成与分解使问题简单化。因此本节对单摆回复力的推导为教学的难点。在探究单摆周期与摆长定量关系的实验中，学生可以容易地得到实验数据，但对数据进行分析处理的能力还不够，所以运用数表软件来进行数据处理作为本节教学另一个的难点。
四、教学方法
高二学生通过一年多的物理学习，已具备了比较强的实验能力和一定的探索能力。所以根据制定的教学目标和学生的实际情况，更好地突出重点和突破难点，本节课(1)将突出学生活动，加强实验教学，充分体现物理学科以实验为基础的特点，将演示实验改为学生实验，并重点通过探究实验学习科学探究的方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯。 (2)注重启发式教学，精心设计教学过程中的问题，启发学生积极主动地探究问题。(3)引入信息技术，培养学生的数据收集，传递及处理技能，让学生用计算机处理和分析实验数据，用信息技术来改变学习的方式。(4)讲授法辅以多媒体教学相结合，创造丰富全面的学习环境。
五、教学过程设计 1.课题引入
以创设学习环境，激发学习兴趣为导入新课的指导思想，通过提问让学生列举生活中机械振动的实例，并提出符合单摆基本特征的实例，引导学生观察归纳出它们的共同特征。再介绍伽利略用脉搏测时，发现吊灯的摆动具有等时性的物理学史，了解科学家科学发现的过程。让学生观察摆球的摆动，认识抽象出的物理模型，让学生的思维进入新课教学的轨道。 2.新课教学
(1) 根据现代教学论，物理教学应有培养能力，发展智力和陶冶情操的功能。讲授单摆应着力于介绍理想化模型的科学思维方法，并通过与弹簧振子类比，使学生进一步体会到理想化方法在物理中的运用。通过多媒体演示各种摆动，让学生判断是否为单摆，深化单摆的概念。
(2) 提出问题:单摆是否做简谐运动?启发学生通过与弹簧振子类比，自我设计实验，得出振动图像，并判断是否满足简谐运动图像的要求。这样可以充分调动学生学习的积极性，对学生富有创意的设计给予鼓励，增强学生参与的勇气。
(3) 接着提出要想进一步验证单摆是否在做简谐运动我们应该怎么办。对单摆的摆动进行受力分析，看它的回复力是否满足简谐运动中回复力与位移的条件。引导学生先确定摆球的平衡位置，让学生思考并说明理由。摆球摆到一定角度时，让学生对其进行受力分析，并引导学生将重力按作用效果进行分解得到单摆的回复力，并对其进行近似处理，得出单摆做简谐运动的条件。在学生的学习过程中，教师主要起桥梁作用，引导和启发学生全面思维，使学生真正成为学习的主人和知识建构的主体。 (4) 介绍傅科摆的相关知识。用实物演示不同摆的摆动，激起学生自己设计实验去探究单摆的周期与哪些因素有关。强调控制变量法的运用，尤其在探究周期是不是与摆球质量有关时，不能用大小不同的摆球来操作。让学生认识到要想利用好控制变量法，首先对概念有一个比较本质的认识。
(5) 接着重点探究周期与摆长的定量关系。提出一些问题如:摆长怎样测量?周期测一次就可以吗?然后学生分组实验，将数据通过网络共享，通过描点得到图像，利用“几何画板”通过描点法得出图象，根据图像对周期和摆长的关系猜想并构造函数，通过改变参数使图像与数据点拟合的最好，得出结论。科学探究是一种学习方式，学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时相类似的过程，学习物理知识与技能，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。
(6) 提出单摆周期公式，解释其物理含义。介绍惠更斯对单摆的研究过程，以惠更斯的贡献给人类生活带来的进步，使学生体验科学、技术与社会的辨证关系。通过公式与实验得出的K值比较，验证公式的正确性，培养学生进行科学探究的严谨性。 3 巩固与练习
（1）巩固了单摆物理模型的建立，进一步验证了单摆在偏角很小时，才做简谐运动。加深了对知识的理解。（2）将现实生活情景中实例研究引入物理课程，有助于培养学生对科学的兴趣，解决实际问题的能力。 4 课堂总结
主要有学生总结，提出几个问题让学生整理。(1)通过本节课，你学到了哪些知识?主要是侧重于对知识点的回顾。(2)你学习了哪些方法? 方法侧重于学生总结和归纳。（3）你有什么收获和体会? 收获和体会是对过程和方法的领悟。（4）你有什么疑问和想法?疑问和想法侧重于学生的发散思维，培养学生的创新能力。 5 布置课下研究课题
以上两个题目是为了培养学生自我设计实验和分析处理数据的能力。
(
六、结 语
以上是对单摆一节教材的认识和对教学过程的设计。本节课的设计中，采用了探究式学习，合作式学习，动手学习的教学模式，不仅培养了学生探究能力和问题解决的能力，而且探究，合作，亲身经验更有利于学生概念的发展、转变，有助于学生获得对知识的深层理解，培养了学生的创新精神和实践能力。
第11篇：单摆的教学设计
《单摆》教学设计
高二物理组 梁永
一、教材分析
本节内容为选修3—4第十一章《机械振动》中第4节“单摆”。
单摆的振动是简谐运动的重要特例，教材中安排这节内容，不仅使学生了解一种典型的简谐运动，而且也对前面所学的简谐运动概念起到加深理解和巩固的作用。本节教材首先给出一个理想模型——单摆，结合生活经验与之前学习的知识，引导学生体验、判断单摆的运动是不是简谐运动，然后通过演示实验及其理论的分析得出单摆在摆角很小时的振动属于简谐运动；后又要求用实验方法定性分析单摆的周期及用单摆测量重力加速度。 教学中涉及到了较多的物理思想方法，如理想模型法、近似法、图像法、控制变量法等，是高中物理的重要内容之一。这样使教材的容量变大，研究方法增多，对教师驾驭教材的能力提出了较高要求。 本节教材的重点是引导学生通过实验，研究和探索物理规律，使学生在理解和掌握物理规律的同时，充分认识物理学是一门实验科学，提高实验操作和研究能力。
二、学情分析
1、思维基础
学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么样？──为什么？”的思维方法。根据新课程重视“过程与方法”的教学理念和高二学生由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段的认识特点，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要研究的问题。
2、心理特点
依据高中生求异思维很活跃的特点，通过实验和多媒体手段满足学生渴望获取新知识的需求学生在强烈兴趣（名人事迹引入）的驱使下，利用已有知识进行新规律的探究，既有挑战性，也有成就感。
3、已有知识
学生对机械振动的初步了解。在上这节课之前，通过前几节内容的学习，学生知道了简谐振动的特点，通过生活中一种常见的模型——单摆，探究它的运动情况如何，从而萌发了学生继续探究的兴趣。
三、教学目标与重点、难点
知识与技能：知道单摆的概念，理解简谐运动，掌握单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。 过程与方法：采用理想化的方法建立物理模型，用控制变量法来研究物理问题，用近似处理方法来解决物理问题。
情感、态度、价值观：通过实验研究，养成耐心、细致的学习习惯和一丝不苟的科学态度，体验科学探究的思想方法。
重点：单摆的周期公式及应用 难点：单摆回复力的分析
四、新课教学
（一）、复习回顾
1、什么是简谐运动？做简谐运动的物体回复力有什么特点？
2、做简谐运动物体的回复力具有什么特征？
（二）、新课探究
1、单摆 （1）、定义：在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果细线的伸缩和质量可以忽略不计，球的直径比线长短得多，这样的装置叫单摆。 （2）、单摆的运动
验证单摆作简谐运动的两种方法： 运动学图像或动力学关系F=-kx平衡位置在哪儿？ 回复力指向？
单摆受哪些力？回复力由谁来提供？
回复力与位移之间满足什么关系？ （3）、单摆做简谐运动的条件
当最大摆角很小（θ＜50）时，单摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动 （4）、引入案例
2、单摆周期的影响因素
猜想并利用控制变量法进行验证实验
（1）单摆振动周期与振幅无关——等时性 （2）单摆振动周期与质量无关 （3）单摆振动周期和摆长有关：
摆长越长，周期越长。
3、单摆的周期公式
T2Lg（1）、单摆周期与摆长和重力加速度,摆长有关，与振幅和质量无关。 （2）、摆长、重力加速度都一定时，周期和频率也一定，通常称为单摆的固有周期和固有频率。
4、单摆的应用 （1）、计时器 （2）、测定重力加速度
（三）、课堂巩固
（四）、课堂小结
（五）板书设计
单摆
一、单摆
1、定义
2、单摆的运动
3、单摆做简谐运动的条件
二、单摆的周期公式
T2Lg
第12篇：国外教育123——单摆实验
国外教育123——单摆实验
——记美国小学五年级的科学课
小学五年级学生正在学习运动、方向和速度，教学要求是理解为什么只能改变一个变量，如何改变。结合学习内容设计一个实验——单摆，学生要评价和构造一个每秒钟摆动六次的单摆。
教师没有告诉学生，单摆的摆动次数取决于单摆的长度，但提醒学生记录科学活动时有不同的记录方式，以及需要哪些数学知识和技能。
学生分为每四人一组，做实验的材料：一段绳子、一把剪刀、一卷胶带和几个尺寸及质量各不相同的垫圈。所要完成的任务是：建造一个钟摆；把铅笔用胶带固定在桌子上，把单摆挂在铅笔上使其能自由摆动；计算单摆在15秒内的摆动次数。
将测定的结果记录下来之后，讨论为什么每组记录的摆动次数都不一样。大家提出的原因包括：绳子的长度、垫圈的质量、垫圈的直径，以及在启动单摆时把垫圈举起的高度。讨论之后，再做实验以便验证哪个原因是正确的。每个组选择证实一种说法的实验。
一个小组把直径不同的单摆挂在长度一样的绳子上，单摆启动的高度也一样。另一组采用一条绳子和一个垫圈，但每次启动单摆的高度越来越高。第三组把绳子剪成不同的长度，但是采用同样的垫圈和同样的启动高度。最后大家得出的结论是：摆动次数的差别是由于绳子长度的不同造成的。
第二天，教师在教师里放了一个为单摆制作的木板。木板顶部有一排挂单摆的木桩，木板底部是一排连续的数字。教师让每组把原来的单摆挂在与固定时间内的摆动次数相对应的木桩上，然手解释结果并讨论，经过很长时间的讨论，最后大家得出的结论：固定时间内的摆动次数随绳子长度的减少而有规律地增加。
教师发现，大家制作地单摆在15秒内摆动了5次和7次，没有6次的，于是要求每组制作一个在15秒内摆动6次的单摆。又经历的长时间的测试和关于怎么才算一次“摆动”的激烈争论，最后各组均制作成功。教师又提出要求，如何将绳子的长度与摆动次数之间的关系用比实物更简洁的方式表达出来，学生则或画图形或画图表。
第三堂课是讨论图表，学生则将图画简化为以线和点为主的示意图。最后，教师要求每个学生根据自己的图制作一个摆动一定次数的单摆。
在这一过程中，学生描述、解释和预测了一种自然现象，同时学到了位置和运动的概念，掌握了搜集、分析和表达数据的能力。
单摆实验并不难，但是这样的教学设计，这样的教学过程，可以使学生理解为什么要控制变量。学生在学习自然定律的同时，按照科学研究的正规要求做科学实验，不仅有利于他们理解科学定律的含义，也让他们亲身经历的获得科学结论的验证过程。这有利于他们了解科学发展的规律和领悟科学精神，也有利于培养他们自主探究能力、动手实践能力。
在我国，讲单摆的原理用不上三节课，只需要先讲三分钟的原理，然后由老师做演示实验，最后使学生课后做有关单摆的习题。至于单摆原理的理解和为什么要控制变量，学生们多是从教科书上背定义，因为观看演示实验并没有多么深刻的印象。我们的教学进度之所以快，是因为我们省略了学生自己动手制作试验材料，省略了系统记录试验数据，省略了分析不同实验现象，省略了对变换不同变量后的实验结果进行集体讨论。
在这样的课堂教学中，我们通过省略了诸多内容，实现了我们课堂教学的高效率！这样的高效率与美国的低效率相比哪个更有利于学生的全面发展，哪个更有利于学生的可持续发展，哪个更有利于创新性人才的培养？
第13篇：“单摆”探究式教学设计
“单摆”探究式教学设计
“单摆”探究式--山东省济宁市实验中学 李志强 侯代平教学过程： 1．贴近生活，引入题
在日常生活中，经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内作摆动：摆钟摆锤的摆动，公园里小孩在荡秋千，起重机下货物的晃动……悬挂物体在竖直平面内做什么运动？摆钟是利用什么原理制作的？学习了“单摆”这节后，我们就会明白了。
2．探究摆的振动周期 （1）提出问题
教师展示摆钟，引导学生观察摆锤的摆动和指针的变化，然后展示摆球、铁架台、细线等实验装置，演示摆球在竖直平面内的振动，引导学生注意观察摆球的往复运动。引导学生在观察、讨论中，联系往复运动表现出的运动周期性，提出问题：
摆的振动周期与哪些因素有关？ （2）进行猜想
针对所提出的问题组织学生讨论，学生依据已有的科学知识、经验，通过思考作出猜想：
①摆的振动周期可能与摆球的振幅有关； ②摆的振动周期可能与摆球的摆长有关； ③摆的振动周期可能与摆球的质量有关。
讨论时，有的学生可能猜想摆的振动周期与摆球所受重力有关，很少有学生猜想摆的振动周期与重力加速度有关。 （3）设计实验
教师要引导学生讨论确定实验方法：控制变量法，并依此设计实验方案。
教师可将班级学生分成甲、乙、丙三大组（每一大组再分成若干小组）探究摆的振动周期与摆球的振幅、质量、摆长的关系。学生进行讨论，整理、归纳出所需的实验器材、实验步骤和要测的物理量（见表1）。 表 1
摆的周期和重力加速度的关系在堂上不易进行实验探究，可组织学生讨论、设计实验方案。学生可能提出在高层建筑中，在升降机中，在月球上，在飞船中，在地球上的不同地区……做实验。要求学生后写出具体的实验设计方案。 （4）实验探究
学生分组实验，使用仪器进行观察、测量和实验，同时记录观察和测量的结果（见表1）。 （）交流、评估
学生分析、进行观察、测量和得出实验结果，与猜想进行比较作出解释（见表1）。各组选派代表进行交流，启发学生评估各组实验结果，总结摆的振动周期特点：①偏角较大时，摆的振动周期跟振幅大小有关；②摆的振动周期跟摆球质量无关；③偏角较小时，摆的振动周期跟振幅大小无关，跟摆长有关，摆线增大周期变大，摆线缩短周期变小。 3．探究单摆振动特征
教师：单摆是一种理想化模型，单摆由摆线和摆球两部分组成：第一，摆线需由质量不计、没有伸缩性的细线提供；第二，摆球的密度较大，而且摆球的直径要比摆线的长度小得多。这样才可将摆球看成质点，构成单摆。前面实验时提供的摆球和摆线基本符合构成单摆的条，实验用的摆可看作单摆。
（1）提出问题
在上述实验探究中学生可能提出问题：单摆振动是不是简谐运动？ （2）进行猜想
组织学生讨论，提出猜想：
①单摆振动不是简谐运动，因为单摆振动周期的大小跟偏角的大小有关，不是一个定值。
②不能确定。因为单摆的振动是不是简谐运动要看它受到的回复力的大小是否跟位移的大小成正比。
③因为在偏角较小时，单摆的周期跟振幅无关，跟摆长有关，像弹簧振子的周期那样，周期由振动物体本身决定。所以这时单摆振动是简谐运动。 （3）设计实验
组织学生讨论、归纳，确定设计思想，制定计划： ①设计思想
简谐运动图像是一条余弦（或正弦）曲线，如果单摆振动是简谐运动，它的振动图像也应是一条余弦（或正弦）曲线。 ②制定计划
实验器材：支架，线，盛砂漏斗，硬纸板，砂。
实验步骤：把翻斗吊在支架上（摆长较长），下方放一块硬纸板．纸板上画一条直线，漏斗静止不动时正好在直线的正上方。在漏斗里装满砂，让漏斗摆动，同时沿着跟摆动垂直的方向匀速拉动硬纸板，在偏角不同时进行实验，观察流砂在纸上形成的图像。（可能有学生会提出用墨汁，彩色水代替砂；用蘸有墨汁的毛笔头、针筒代替漏斗做实验） （4）实验探究
学生分组（4人1组）实验，边观察边记录，将实验结果填入
（）交流、评估 分析图象
偏角由6°→10°的图像逐渐接近余弦（或正弦）曲线。 在偏角较大时单摆的振动图像不是简谐运动图像，这时单摆的振动不是简谐运动。
在偏角很小时单摆的振动图象是简谐运动图像，这时单摆的振动是否一定是简谐运动？下面进一步作理论探究。 理论推导
读读议议：学生阅读、讨论文上的内容，教师巡视指导并随时解惑。
使摆球偏离平衡位里，然后放开，摆球就在重力和拉力的作用下在一个圆弧上来回运动。重力沿悬线方向的分力和悬线的拉力的合力，方向指向圆心，成为摆球沿圃弧运动的向心力，只改变摆球运动的方向。不改变运动的快慢。 因此，在研究单摆振动的回复力时不需要考虑向心力，只考虑重力沿圆弧切线方向的分力。在偏角B很小时圆弧可以近似地，成直线，分力F可以近似地着作沿这条直线作用，单摆的回复力为。其中为摆长，x为常数。
可见，只有在偏角很小时，摆球在线性回复力的作用下运动，单摆的振动才很好地符合简谐运动力的特征，才能视为简谐运动。 讨论评估
猜想①：从片面的现象分析问题得出结论，没有把握问题的主要方面来全面、辩证地分析实验现象。
猜想②：是正确的。要判定某一振动是否是简谐运动要看它是否具有简谐运动的特征。在偏角很小时，单摆振动的回复力既可看成重力沿圆扳切线方向的分力也可看成重力跟悬线的合力沿圆弧切线方向的分力，跟位移成正比且方向相反，单摆的振动很好地符合简谐运动的力的特征，可视为简谐运动。
猜想③：有一定的道理。振动周期不变只是简谐运动的表观特征，而一切周期性振动都有这种表观特征。根据弹簧振子的振动特点去猜想还要经过实践和理论检验。 4．归纳总结
阅读本，介绍荷兰物理学家惠更斯研究单摆振动的成果。惠更斯利用摆的等时性发明了钟摆的计时器。
结论：单摆在偏角很小的情况下做简谐运动，力的特征：F=-x。单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟摆锤的质量、振幅无关，这时单摆振动周期公式为。
点评：教学中，在激发学生刻苦学习、追求真理、树立为科学献身的精神的同时，还要培养学生尊重科学、实事求是、一丝不苟的科学态度。 ．应用扩展
问题：怎样利用单摆脱测出当地的重力加速度？ 学生讨论，介绍测量方法。…… 6．总结方法 在摆的振动周期和单摆脱振动性质的研究中，实际上运用了解决实际问题的一种方法：提出问题→进行猜想→设计实验→实验探究→交流评估。 7．题研究
（1）单摆是一种理想化模型。在水平面上放置的光滑圆弧形轨道上的小球作小幅度运动，可等效成单摆模型，怎样测定它的运动周期？
（2）摆钟误差问题分析：机械摆钟可看作单摆脱处理。摆钟“走时”的误差是由于摆钟的振动周期偏大或偏小引起摆钟指针指示的时刻与真实的时刻不相符。摆钟由地面移到高山或由北京移到上海，摆钟“走时”是否发生误差？怎样调整？
（3）多线摆周期测定。
制作双线摆、多线摆测定周期，研究规律。
在本节的--中，将堂实验与创设“探究式”问题情景结合，通过抓住知识的产生过程，积极引导学生主动探究，让学生参与猜想、实验、讨论、应用等多项活动，这是一种在教师指导下的探究式教学模式。在这种教学模式中教师的指导作用主要体现在：
①设计探究目标──就是教师要根据教学目标和内容，确定探究的问题和探究的目标，并精心设计探究过程和方法。 ②创造探究条──探究之前和过程中，教师应为学生提供充分的探究条。如实验条、知识条、方法条，对一些模拟探究还需精心设计好，预测探究过程中可能出现的一些问题以及解决方案等。
③适当点拨引导──在学生的探究过程中，教师对他们的行为、方法和思维作适当的点拨和引导，来指导学生去分析、认识和解决在探究过程中出现的一些实际问题，使探究过程顺利进行，达到预期的教学目的。
④师生共同评价──在探究的过程中和结束后，要适时引导学生对探究的过程、方法和结论进行总结和评价。
第14篇：物理活动课教案
物理活动课教案--回声测距
活动内容
测定学校教学楼到操场边崖壁的距离
活动目的
1、练习使用电子秒表记时。
2、加深对回声测距原理的理解，了解回声测距在生活中的应用。
3、培养学生用所学知识解决实际问题的能力。
活动准备
电子秒表12只，温度计12只，电子表教学挂图一张。
活动过程
1、复习提问
(1)15℃时，声音在空气中的传播速度是多大？
(2)回声是怎样产生的？人耳能区分出回声和原声的时间间隔至少是多少？
(3) 要区分回声和原声，人离障碍物距离至少是多少？怎样计算？
(4)操场边的崖壁距教室超过 17m，能清楚地听到回声，能否利用声学知识测出教室到崖壁间的距离？怎样测？
学生讨论回答：需要知道声音的传播速度v，用秒表测出原声和回声之间的时间间隔t，根据计算。
2、要较准确地测定时间
可用电子秒表计时。发给每4人一个电子秒表，教师利用挂图结合实物讲解使用方法。然后教师统一口令，每人轮流计时3次，练习使用电子秒表。
3、实地测量
(1)带领学生到教学楼前走道上，由一个声音洪亮的学生大喊三次，各组记下喊声和回声之间的时间差。要求各组每个学生记时三次，求出时间的平均值t=(t1+t2+t3)/3
(2)各小组用温度计测出当时的气温，确定声速的大小，若在15℃左右，就用340m/s，若气温在25℃左右，选用346m/s。
(3)根据算教学楼到崖壁间的距离。
活动小结
通过这次活动，使同学们认识到用简单的物理知识可以解决身边的一些实际问题，并为熟练掌握电子秒表和温度计的使用奠定了基础。
第15篇：物理德育教案
物理德育教案
于光辉
这学期初我上一节物理公开课，内容是“压强”，最后特别精选了一个事例，说的是红军战士在过草地时，由于草地很松软，当战士踩上去时草地承受不了这个压强很容易下陷，就会使战士前进困难，甚至牺牲了生命，问：如果你是一位红军战士会如何做去减小这个危险呢?让学生围绕这个例子应用所学的知识展开讨论，从而对知识得到巩固及深入理解。这节课上下来达到了预想的效果，也得到了各位听课老师的好评，最后有一位老师的评语是这样的：“红军战士例子的应用对学生进行了很好的爱国主义教育……!”是呀，当时上课引用这个例子，只是为了它的新颖，吸引学生注意力，让学生放松一下，根本没往爱国主义教育上去想。这番评价让我有所触动，这些年的教学中是否少了点什么，把一些重要的东西忽略了。
很多老师在教学中，逐渐无意识的把德育与智育分开进行，认为德育一般是在学生行为有错时才进行，在学校组织的社会实践、校会、班会等政治性活动时进行，一堂课四十分钟，教学都忙不过来，又有何时间去考虑德育呢?而且也不太好在教学中进行德育呀。就是有这种思想使得老师们忘了，忘了“教学活动”是学校教育的主要组纵形式，教学永远具有教育性，它不仅是实施全面发展教育的主要途径，也是对学生进行思想品德教育的最基本、最经常、最有效的途径。通过各科教学进行德育，从各学科的性质和教材内容的特点出发，理论联系实际，深挖其内在的思想教育因素，对学生进行学习目的、学习态度的教育，培养学生对祖国和人民的责任感和义务感，养成勤奋刻苦的学习习惯和严谨的治学态度等等……
通过这节课，可以给物理老师们一个启示，对以往的每节备课、设计的每一篇教案，好好反思，斟酌着如何把德育放入其中，如何让德育在物理的每一个教学环节中贯彻，如何发挥物理特有的特点去实施德育。下面是几点粗略的做法： 第一，在理论教学过程中多多介绍些相关的物理学科的发展史和古今中外物理科学家探究科学的故事，给学生树立“榜样”，因为“榜样的力量是无穷的”，激励和引导他们的责任感，形成正确的理想和追求，树立科学的世界观和人生观。
第二，物理教学经常要用例子来讲解物理理论知识，把抽象事物变直观让学生易懂。但不能只用家庭、校园中的事物，应多结合国内、外的实事，例如：“抗洪救灾”、“全国共战非典”、“我国航天飞船成功升空”、“磁悬浮列车的开通”……这些事件中都可巧妙的找到很多物理知识，这样不仅可以达到教学目的，更可让学生觉得自己的学习与国家大事息息相关，就会去积极关心国家的发展，认识到今天自己更好的学习就能为国家明天的进步出一份力。
第三，物理是一门以实验为基础的学科，它在物理教学中具有十分重要的作用。所以要好好的把握这个环节实施德育。由于实验的特殊性，它要求学生到实验室应遵守实验室的规章制度，使用仪器实验时又应遵守仪器的操作规程，而且几位同学共同操作一套仪器，就须大家互相协作去完成实验，这样又好好地对学生进行了一番自觉纪律、集体主义、以及劳动教育。由于实验的进行，使学生认识到自己所学知识的真实性、科学性，是与生活紧密相连的，可解释生活中的很多现象，可促进工作生产的发展，所以就会辨证客观的看待世界，实事求是，具体问题具体分析，对碰到的难题能坚持不懈地去探究。
第四，学了理论知识，就要应用，但不要只是重点放在如何去解答那些逻辑性强的计算题上，还须理论联系实际生活。多应用所学的知识去解释发生在身边的事物，这转样不仅使知识的理解变为浅现易懂，而且更要去改变我们原有的一些错误观点，特别是迷信思想的打破，例如；“天狗吃月——月食现象”、“鬼火——由于磷的着火点很低”、“天上有雷公和电母——闪电打雷是带电云层的相互碰撞磨擦”……通过这样让学生肯定科学，科学能解释自然界一切现象，客观认识世界是“唯物”的，不要被“唯心主义”所控，此外，还可开展“不花钱”的小制作小发明活动作为家庭作业，让学生结合所学的知识利用家中的“废品”去制作发明，培养他们勤俭节约，变废为宝的发明精神。
第五，把学习的理论让学生进一步去升华，提升到思想的境界，这是我最近看了一则教案范例才产生的灵感，范例是这样的：
老师问：学了摩擦力的知识，请你谈谈有什么收获? (学生有很多种答案，其中有一位学生是这样答的) 学生答：我知道了看待任何事情都要一分为二，不要把事情绝对化，当然摩擦力也是这样，有时对人类是有好处，可有时对人类又必须要克服掉它，生活中的事情也如此，在积极中要想到不利，在挫折中要充满信心，勇往直前，这是我这节课的收获。
这位同学的回答“非常”“特别”精彩，他把物理知识上升到从生活中去理解，从哲学道德的高度去看待，深深触动了我，这是物理教学中的新思想、新理念，这不正是物理教学中德育的深入发展吗! 以上是通过一节物理评课后的反思，对德育的理解还不够全面和深入，但我个人认为只要抱着一种理念：在每一节课的备课中不要怕麻烦，时刻想到如何把德育巧妙地放入教学中，不仅德育得以很好的实施，而且必定作用于教学，想想，面向思想品德高的学生教学，效果能不提高吗!
第16篇：试讲教案物理
导语：教案是教师为顺利而有效地开展教学活动，根据教学大纲和教科书要求及学生的实际情况而具体设计和安排的一种实用性教学文书。下面是小编整理的物理试讲教案模板：自由落体运动，供各位阅读与参考。
物理试讲教案模板：自由落体运动
教学目标
1、理解自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动
2、明确物体做自由落体运动的条件
3、理解重力加速度概念，知道它的大小和方向，知道在地球上不同的地方，重力加速度的大小是不同的
4、培养学生实验、观察、推理、归纳的科学意识和方法
5、通过对伽利略自由落体运动研究的学习，培养学生抽象思维能力，并感受先辈大师崇尚科学、勇于探索的人格魅力
教学重难点
理解在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同是本节的重点。
掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题是难点。
教学工具
教学课件
教学过程
一、课前提问:初速为零的匀加速直线运动的规律是怎样的?
二、自由落体运动
演示1：左手掷一金属片，右手掷一张纸片，在讲台上方从同一高度由静止开始同时释放，让学生观察二者是否同时落地.然后将纸片捏成纸团,重复实验 ,再观察二者是否同时落地
结论：第一次金属片先落下，纸片后落下，第二次几乎同时落下。
提问：解释观察的现象
显然，空气对纸的阻力影响了纸片的下落，而当它被撮成纸团以后，阻力减小，纸片和金属片才几乎同时着地。
假设纸片和金属片处在真空中同时从同一高度下落，会不会同时着地呢?
演示2：牛顿管实验
自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。
显然物体做自由落体运动的条件是：
(1)只受重力而不受其他任何力，包括空气阻力。
(2) 从静止开始下落
实际上如果空气阻力的作用同重力相比很小，可以忽略不计，物体的下落也可以看做自由落体运动。
三、自由落体运动是怎样的直线运动呢?
学生分组实验(每二人一组)
将电火花计时器呈竖直方向固定在铁架台上，让纸带穿过计时器，纸带下方固定在重锤上，先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器下放，然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。
运用该纸带分析重锤的运动，可得到：
1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2、重锤下落的加速度为a=9.8m/s
2四、自由落体加速度
学生阅读课文
提问：什么是重力加速度?标准值为多少?方向指向哪里?用什么字母表示?(略)
重力加速度的大小有什么规律?
(1)在地球上同一地点，一切物体的重力加速度都相同。
(2)在地球上不同的地方，重力加速度是不同的，由教材第37页表格可知，纬度愈高，数值愈大。
(3)在通常的计算中，可以把g取作9.8m/s2，在粗略的计算中，还可以把g取作
10m/s
2五、自由落体运动的规律
注意式中的h是指下落的高度。
课后习题
1、阅读《伽利略对自由落体运动的研究》
2、教材练习(1)至(4)题
第17篇：物理《加速度》教案
教学目标
1、知识与技能目标：理解加速度的概念与意义并能运用相关公式进行简单计算。
2、过程与方法目标：通过平均速度、瞬时速度与平均加速度、瞬时加速度的比较，学生能够提析比较能力。
3、情感态度价值观目标：通过生活举例，学生能够感受物理与生活的紧密联系，提高对物理的学习热情。
教学重难点
重点：加速度的概念与物理意义。
难点：加速度的方向与速度方向之间的关系。
教学方法
讲解法、小组讨论法、案例分析法
教学过程
1、导入新课：
以同学们生活中经常坐的小汽车和摩托车为例，问同学们哪个更快，同学们此时大多数都会说汽车快，这时教师继续提问：假设一辆静止的小汽车和一辆静止的摩托车，两者同时发动，问谁更容易先将速度达到20m/s？同学们有的会说汽车，有的会说摩托车。教师此时总结：一般情况下我们摩托车更容易先达到20m/s，因为摩托车的反应更快，那这反应到底是什么意思，我们今天就来探究这其中的“反应”。
2、建立概念：
提供两组数据：就这两组数据让同学们计算并进行小组讨论，比较汽车、摩托车的速度以及1s内的速度变化量。之后教师做强化并引出1s内的速度变化量就是“反应”的快慢，我们在物理学中把这一个量叫做加速度。
3、深化概念：
强调加速度的大小、方向、单位、计算公式、以及平均加速和瞬时加速之分和加速度与速度方向的联系。
4、巩固提高：
一子弹在穿入木块前速度为600m/s，穿出速度为200m/s，历时0。2s，问在模板中的子弹加速度？
5、小结作业：
总结课堂内容，让同学们思考v—t图像与加速度的联系。
第18篇：初二物理动能教案
初二物理动能教案
时间：2016.3.3 地点：
初二（2）教室 [教学目标] 知识与技能：
1、能用实例说明物体的动能。
2、知道动能和我们生活的关系 过程与方法 ：经历动能概念的形成过程、动能与相关因素间关系的实验探究过程，认识用科学语言描述物理现象和规律的方法，感受实验探究中的控制变量法和猜想、分析、归纳等思维方法。
情感态度与价值观:
1、逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。
2、使学生养成良好的日常行为习惯.[教学重点难点和难点]：通过实例说明物体的动能；引导学生探究影响动能大小的因素 [教学方法]：实验探究、讨论
[教具和媒体]：多媒体、滑车、斜面、木块。 [教学过程设计]
一、引入新课
学生看一则新闻：《一铁路职工“中弹”》。
为什么小小的馒头能把人砸伤？
二、讲授新课
1、动能概念的建立
下面请同学们看三个情景。子弹击穿木块，流动的水推动水轮转动，流动的空气推动帆船航行。
刚才的子弹、空气和水是否具有能量？
回答。
这些物体有什么共同特点？
它们都是运动的。
根据它们的特点，这种形式的能命名为：动能。
（板书课题：动能）物体由于运动而具有的能叫动能。
如奔驰的骏马、飞行的小鸟、游动的鱼、地球、月亮„„
2、探究动能大小的决定因素
为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度?为什么空中飘落的树叶对我们没有伤害？ 结合生活实例猜想一下，动能的大小可能与哪些因素有关？
动能的影响因素：物体质量和物体的运动速度
演示实验步骤1：观察两次不同质量的小车在斜面的同一高度处滚下，撞到平面上的木块发生的现象，并分析实验的结论．
分析过程：两次不同质量的小车从斜面的同一高度处滚下，到达斜面底部时速度相同，小车的质量大，把木块推得远，做功多，具有动能大，所以动能的大小还与物体的质量有关． 演示实验步骤2：让同一个小车在斜面的不同位置上滚下，观察小车撞击木块的现象，并分析得到的结论．
分析过程：同一辆小车，原来的位置越高，滚到斜面下端时的速度越大，把木块推得越远，做的功越多，说明具有的动能越大，所以动能的大小与物体运动速度有关．
影响动能大小的因素：质量和速度。在速度相同时，物体的质量越大，动能越大；在质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
下面请同学们用刚得到的结论解决几个问题：
A.同学们能否用刚刚学过的知识解释小小的馒头为什么会伤人？这则新闻对你的日常行为习惯有什么启示？
B.交通部门为什么要对车辆进行限速？为什么同一路段不同车辆限速不同？
3、动能的利弊
利用自然界中对人类有益的动能，努力防止某些动能对人类造成的危害。感受生活与物理之间的联系。
三、课堂小结
四、布置作业
学生的活动卡：
一、研究动能大小与速度的关系实验次数12质量相等速度木块被推的远近
二、研究动能大小与质量的关系实验次数12 实验结论1：_______________________________________________。 实验结论2：_______________________________________________。 练习：
1.物体___________________,表示这个物体具有能量.在物理学中,能的单位是______,简称______,符号是______.2.2.物体由于_______而具有的能,叫做动能.物体动能的大小跟它的_______和______有关.质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越_____;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越_____.
1、飞船减速着陆时，飞船的动能_________，当跳伞者匀速着陆时候动能 （均填“增加”，“减少 ”，“不变”。）
2、金茂大厦主楼高88层，人乘坐电梯匀速直达主楼顶层，在上升过程中电梯中的人的动能_____________，洒水车在水平道路上匀速行驶作业，它的动能 （均填“增加”，“减少 ”，“不变”。）
3、一头牛和一只鼠以同样的速度在同一水平面上运动，牛的动能_______鼠的动能。（填“大于”、“小于”、“等于”）
4、“探究动能的大小与什么因素有关”这个实验用的方法是_______________.。在“探究动能的大小与什么因素有关”的实验中,要探究动能和质量之间的关系,应该选质量_______的小球,从斜面上________位置滚下去推动水平面上的木块,观察木块被推出的距离.(填“相同”或“不同”)
5、如图所示,让钢球从斜面上由静止滚下,打到一个小木块上,能将木块撞出一段距离,放在同一水平面上相同位置的木块,被撞地越远,表示钢球的动能越大。现用质量不同的钢球从同一高度滚下,看哪次木块被推得远,回答以下问题
(1)设计本实验的目的是研究___________________________。
(2)让不同的钢球从同一高度滚下是为了___________________________。 (3)此实验得出的结论是___________________ _______ __。
第19篇：高二物理《回旋加速器》教案
江苏省苏州市蓝缨学校高二物理《回旋加速器》教案
一、引入新课
［师］在现代物理学中，为了研究物质的微观结构，人们往往利用能量很高的带电粒子作为“炮弹”，去轰击各种原子核，以观察它们的变化规律.怎样才能在实验室大量地产生高能量的带电粒子呢？这就要用到一种叫加速器的实验设备.同学们一定听说过北京正负电子对撞机吧，它就是我国于1989年初投入运行的第一台高能粒子加速器，它能使正负电子束流的能量分别达到28亿电子伏.［生］加速器究竟是怎样产生高能带电粒子的呢？
［师］这就是今天我们要学习的课题.让我们以探索者的身份，从已有的基础知识出发，一起去寻求问题的答案吧！
［生］根据动能定理带电粒子获得的动能Ek=
1
2mv=qU.2［师］回答正确.由此看来，在带电粒子一定的条件下，要获得高能量的带电粒子，可采取什么方法？
［生］带电粒子一定，即q、m一定，要使粒子获得的能量增大，可增大加速电场两极板间的电势差.［师］但是，在实际中能够达到的电压值总是有限的，不可能太高，因而用这种方法加速粒子，获得的能量很有限，一般只能达到几十万至几兆电子伏.我们能否设法突破电压的限制，使带电粒子获得更大的能量呢？
［生甲］我想是否可以多加几个电场，让带电粒子逐一通过它们.［师］根据学生回答，投影出示图.大家认为这种设想有道理吗？
［生乙］我认为有道理.这样一来，每个电场的电压就不必很高.尽管带电粒子每次得到的能量不是很大，但最后的总能量却可以达到Ek=nqU,只要增加电场的数目n，就可以使粒子获得足够大的能量.［师］说得对.采用多个电场，使带电粒子实现多级加速，的确是突破电压限制的好方法.
- 1
们一般采用的是后一种方案.很明显，实施这种方案的关键，在于合理地设计金属圆筒的长度.那么，各圆筒长度之间究竟应符合怎样的关系才行呢？这个问题稍微复杂一点，有兴趣的同学在课后可以继续讨论.通过以上的探索和研究，我们实际上已经勾画出了一台加速器的雏形了，这样的加速器我们把它称之什么加速器呢？
［生］直线加速器.［师］北京正负电子对撞机的注入器部分，就是一个全长200多米的直线加速器.这类加速器固然有其优点，但它的设备一字儿排开，往往很长.于是，我们自然会想到：能否寻找一种既可使带电粒子实现多级加速，又不必增加设备长度的方法呢？
［生］展开激烈的讨论.［师］如果只用一个电场，带电粒子经过加速后还能再次返回，那就好了.用什么方法才能使粒子自动返回呢？
［生］外加磁场！利用带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的特点，可使它重返电场，再次加速.［师］好，这的确是个巧妙的设想.这也正是我们要讨论的第二种加速器——回旋加速器.2.回旋加速器
［师］投影出示图，如左下图所示.设位于加速电场中心的粒子源发出一个带正电粒子，以速率v0垂直进入匀强磁场中.如果它在电场和磁场的协同配合下，不断地得到加速，你能大致画出粒子的运动轨迹吗？请每位同学都动手试试.
［生］作图.［师］巡回指导，并请一位同学把画出的轨迹投影在屏幕上，如右上图所示.［师］同学们都已把带电粒子的运动轨迹画出来了.请同学们思考以下几个问题： ［问题1］从画出的轨迹看，是一条半径越来越大的许多半圆连成的曲线，这是什么缘故？ ［生］根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r=
mv，随着粒子不断加速，它的速度qB越来越大，因此半径也相应增大.［问题2］为使带电粒子不断得到加速，提供加速电压的电源应符合怎样的要求？
［生］要采用交变电源，且必须使电源极性的变化与粒子的运动保持同步.具体地说，正粒子以速度v0进入磁场，当它运动半周后到达A1时，电源极性应是“A正A′负”，粒子被电场加速，速度从v0增加到v1.然后粒子继续在磁场中运动半周，当它到达A2′时，电源极性又及时地变为“A负A ′正”，使粒子再次加速，速率从v1增加到v2„
［师］回答正确.从刚才的分析可以看出，电场的作用是使粒子加速，磁场的作用则使粒子回旋，两者分工明确，同时它们又配合默契：电源交替变化一周，粒子被加速两次，并恰好回旋一圈，这正是确保加速器正常运行的同步条件.［问题3］随着粒子不断加速，它的速度和半径都在不断增大，为了满足同步条件，电源的频率也要相应发生变化吗？
2m［生］不需变化，因为带电粒子在匀强磁场中的运动周期T=，与运动速率无关.
qB
［师］说得对.对于给定的带电粒子，它在一定的匀强磁场中运动的周期是恒定的.有了这一条，我们就可免去随时调整电源频率以求同步的麻烦，为回旋加速提供了极大的便利.早在1932年，美国物理学家劳伦斯就发明了回旋加速器，从而使人类在获得较高能量的粒子方面迈进了一大步.为此，劳伦斯获得了诺贝尔物理学奖.［问题4］观察挂图，回旋加速器主要由哪几部分构成？ ［生］D形盒、强电磁铁、交变电源、粒子源、引出装置等.［问题5］两个空心的D形金属盒是它的核心部分，同学们能说出它的作用吗？ ［生甲］这两个D形盒就是两个电极，可在它们的缝间形成加速电场.［师］谁还有补充吗？
［生乙］它还起到静电屏蔽的作用，使带电粒子在金属盒内只受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动.［问题6］两个D形盒之间的缝宽些行不行？
［生］如果缝很宽，粒子穿越电场所用的时间就不容忽略.而这个时间是要随粒子运动速度的增加而变化的，从而使得粒子回旋一周所需的时间也随之变化，这就破坏了同步条件.如果是窄缝，粒子在电场中运动的时间可以不计，就可避免不同步的麻烦.［师］说得很对.看来同学们对回旋加速器的原理和结构已有一定的了解.［问题7］带电粒子的最高能量与哪些因素有关？
［生甲］与加速电场的电压有关.由公式Ek=qU可知，电压值大了，粒子获得的能量也大.［生乙］与D形盒的半径有关.D形盒的半径越大，粒子回旋加速的次数就越多，粒子具有的能量也越大.［生丙］与磁场的磁感应强度有关.根据公式R=
mv可知，B值越大，粒子回旋半径越小，qB回旋加速的次数就越多，从而获得更大的能量.［师］同学们能发表不同的见解，这很好.究竟谁是谁非呢？在回旋加速器的最大半径和磁场都确定的条件下，带电粒子能达到的最大速率为vm=
Bqr，则相应的最高能量为mB2q2r212Em=mvm=.这就告诉我们，对于给定的带电粒子来说，它所能获得的最高能量与D形2m2电极半径的平方成正比，与磁感应强度的平方成正比，而与加速电压无直接关系.讲到这里，有的同学可能会想，如果尽量增强回旋加速器的磁场或加大D形盒半径，我们不就可以使带电粒子获得任意高的能量吗？实际并非如此.例如：用这种经典的回旋加速器来加速粒子，最高能量只能达到20兆电子伏.这是因为粒子的速率大到接近光速时，按照相对论原理，粒子的质量将随速率增大而明显地增加，从而使粒子的回旋周期也随之变化，这就破坏了加速器的同步条件.为了把带电粒子加速到更高的能量，以适应高能物理实验的需要，人们还设计制造了各种类型的新型加速器，如同步加速器、电子感应加速器等等.这些加速器可以把带电粒子加速到几十亿电子伏以上.目前世界上最大的质子同步加速器，能使质子的能量达到1 000 GeV.我国1989年初投入运行的高能粒子加速器——北京正负电子对撞机，能使电子束流的能量达到2.8+2.8 GeV.
三、小结
通过本节课学习，主要学习了以下几个问题： 1.直线性加速器的加速原理Ek=nqU.2.回旋加速器的主要构造：D形盒、强电磁铁、交变电源、粒子源、引出装置.3.回旋加速器的加速条件：交流电源的周期与带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的
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第20篇：初二物理教学教案
初二物理教学教案
教学目标：
帮助学生养成良好的物理学习习惯
复习并深入掌握初二上册所有知识点
预习初二下册知识点
教学方法：
单节知识点详细讲解
一章知识点总结串讲
二章章末习题课
三章难点难题答疑
四章知识点记忆检查
教学内容：
声学知识点总结串讲
声学习题课
光学知识点串讲1（折射反射色散等）
光学知识点串讲2（透镜成像规律）
光学习题课
力学知识点串讲1
力学知识点串讲2
力学习题课1
力学习题课2
初二上册知识点测试
学生难点难题答疑课
学生情况： 杨奇俊：聪明但懒散、物理学习习惯不严谨、知识点记忆不够、难点在透镜成像规律和受力平衡 张真：物理学习习惯不严谨、读题和公式运用存在问题、知识点记忆不够、难点在透镜成像规律和力学 龚王芳：零基础零习惯、上课几乎从没听过讲、对物理几乎为零了解、需要从头开始学习、但认真乖巧懂事
备注：
1：根据学生不同情况和学生接收能力不同、适当选取合适每个学生的教学内容并，并适当调整对每个学生的教学进度
2：要求学生上课前自己阅读要讲解章节的内容，并勾出需要记忆的重点，养成良好的物理学习习惯
3：要求学生记忆当天所讲知识点，老师第二天对知识点记忆进行检查
