单摆导学案

班级 姓名____________

上课课题：高中物理选修3-4第十一章第四节《单摆》 上课时间：2012年3月 日第 节 上课班级：高二 班 备课人: 姜鹏飞,黄翌军 课 型: 新授课 【学习目标】

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，并能用来进行有关的计算； 二、过程与方法

1.通过单摆的教学，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、情感与价值

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.

【学习重难点】

1．重点是认识单摆这个理想化模型，理解单摆做简谐运动条件； 2．难点是单摆回复力形成的理解；

【学习过程】

一．课前预习

1、物体做简谐运动的条件是 。

2、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。在 的情况下，单摆的运动可视为简谐运动。

3、单摆的回复力由 提供。 4、探究单摆周期实验采用的方法是 。 5、单摆周期公式是 。

6、提出疑惑

1

二．新课导学

导

生活中，我们经常可见悬挂起来的物体在竖直平面内摆动，这样摆动的装置叫做摆。请举几例! 认识单摆

判断以下摆动模型是不是单摆，为什么？

A

B C

D E F

理想化的条件：悬点_________；摆线_____________________；摆球_____________________；

探

一．探究单摆振动性质

（1）提出问题:单摆振动是不是简谐运动？ （2）进行猜想

提出猜想： (3)理论证明

原理：简谐运动的回复力特征——如果质点所受的力与____________成正比，并且总是指向

__________，质点的运动就是简谐运动，即满足公式____________________；

理论推导过程：设小球运动到任意点B时，摆线与竖直方向的夹角为θ，摆球偏离平衡位置的位移为x，摆长为Ｌ：

（1）画出小球受力示意图； （2）问题：什么力充当回复力？

（3）小球摆动的回复力F回 =_________________________

2

（4） 很小时：sin ≈_________，弧长OB ≈ _________，则sin ≈_________ 得到：F回 =______________

【结论】：在偏角_________的情况下，摆球所受的回复力跟____________成正比，方向始终指向______（即与位移方向相反），因此单摆做简谐运动，满足：____________________

说明：一般情况要求偏摆角___________

二．探究单摆做简谐运动的周期

1、单摆周期T可能与什么因素有关呢？

（1）猜想：__________________________________________________________________；（2）实验验证：①方法：_____________________________；

②注意：偏角________________________；

摆球质量 m M m m 振幅 A A1 A2 A 摆长 L L L1 L2

周期T （3）定性分析： ①________________________________________________________________； ②________________________________________________________________；

③________________________________________________________________；

结论：在同一个地方，单摆周期T _________________________________________ _______________________________________________________________________ 。

单摆周期公式：

议

单摆周期公式有怎样的应用?

3

练

1、下列关于单摆的说法正确的是( ) A.摆球经过平衡位置时其合力为零. B.摆球经过平衡位置时其回复力为零.

C.单摆作简谐运动的回复力是由摆球重力与摆线拉力的合力提供的. D.单摆作简谐运动的回复力是由摆球重力沿圆弧切线的分力提供的.

2、关于单摆的振动，以下说法正确的是( ) A.摆球摆到最高点时，所受合外力为零 。 B.摆球摆到最高点时，所受合外力指向悬点。 C.摆球摆到最低点时，所受合外力指向悬点 。 D.摆球摆到最低点时，所受合外力为零。

3、在下述哪些情况下单摆的简谐振动周期会变大( ) A.摆球质量增大 B.摆长减小

C.单摆由赤道移到北京 D.单摆由海平面移到高山顶上

4、一位广州人冬天去哈尔滨旅游，在一家大型超市以高价购买了一台精致的摆钟，买的时候发现它走时很准。回到广州不到两天就走时相差一分多钟。于是大呼上当，心里极其气愤。后来，他求助了“消费者权益保护协会”，准备与该超市打一场索赔官司，消费者协会调查研究发现产品货真价实，那么问题出在哪儿呢？

三．写写上完本节课后的收获

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