习题教学设计实例

单摆周期公式的理解和应用教学设计

授课教师： 授课班级： 时间： 课

题

单摆周期公式的理解和应用

课时

1 课型

新课

学习引导

知识1、复习单摆的理想化模型，单摆的回复力来源和单摆作简谐运动的条件．

与

2、掌握单摆的周期公式，并能用公式解决相关问题．

技能

3、掌握单摆周期公式中有效摆长和等效重力加速度计算周期的方法，了解等效单摆及应用．

过程1、通过单摆周期公式的理解和应用，培养学生的解决实际问题的能力．

与

方法

2、通过相关物理量变化规律的讨论，培养分析、推理能力．

情感态度1、渗透物理学方法的教育，学会等效法分析处理问题．

价值2、通过与原有知识的联系和应用，激发学生学习物理的兴趣.

观

教学三维七段单元教学法

方法

教学教学案，多媒体课件

媒体

学生活动设计

学生复习与思考

回答

师生一起回顾

教

学

重

重点：单摆的周期公式及其成立条件

、

难点：单摆的等效重力加速度的计算

难

点

教

学

过

程

设

计

单摆周期公式的理解和应用

新课导入：

先学自研1 复习与思考：结合以下问题复习上节课单摆教学的内容

1、什么叫单摆？

2、在什么条件下，单摆的振动是简谐运动？

3、单摆的回复力是什么力提供的？

4、单摆的振动周期与哪些因素有关？它与摆球的质量及振动的振幅是否有关？

5、说出单摆作简谐运动的振动周期公式．

点拨讲解

巩固：

1、单摆的理想化模型：

在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量可以忽略不计，线长比球的直径大得多。

2、单摆运动的性质：

在摆角θ < 5°的条件下，单摆的振动可看作简谐振动。

3、单摆振动的周期公式

单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。

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教

学

过

程

设

计

学生活动设计

学生思考并回答

学生纠错

学生思考并回答

学生纠错

L

先学自研2 热身训练

训练1 ：如图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．假如这个单摆的周期是T，请回答以下问题：

(1)如果摆球质量增到2倍，周期变为多少？

T

(2)如果摆的振幅增到2倍(摆角仍小于5°)，周期变为多少？

T

(3)如果摆长增到4倍，周期变为多少？

2T

(4)如果将单摆从赤道移到两极，周期如何变化？

变小

(5)将此单摆由海平面移至高山上，周期如何变化？

变大

(6)假定把钟摆看作单摆，将此单摆从地球表面移至月球表面，这座摆钟是走快了，还是走慢了？走慢了

(7)如要此摆在月球上走时准确，应怎样改变摆长？减小摆长

训练2、一摆长为L的单摆，摆球质量为m，如果最大摆角θ（θ

＜5°

），求：

2gL(1cos)1、最低点的速度大小？

2、最低点时细绳的拉力？

3、假如在悬点正下方L/2处有一钉子，这个单摆的周期是多少？

4、细绳刚被钉子挡住的瞬间，线速度变吗？角速度变吗？向心力变吗？

不变，变大，变小

gL2g互动探究

一、摆长的有效值问题

有效摆长：摆球做圆周运动的半径

例1、如图所示，为一双线摆，它是在水平天花板上用两根等长的细线悬挂一个小球而构成的。已知细线长为l，摆线与天花板之间的夹角为θ。求小球在垂直于纸面方向作简谐运动时的周期。

学生探究

学生探究

学生练习

训练内化

T2lsing练1、如图所示，三根细线于O点处打结，A、B端固定在同一水平面上相距为L的两点上，使AOB成直角三角形，∠BAO=30°，已知OC线长是L，下端C点系着一个小球.让小球在纸面内小角度摆动，求单摆的周期是多少？如果让小球在垂直于纸面内小角度振动，单摆的周期又是多少？

T2Lg(43)L4gT2第2页

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教

学

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程

设

计

学生活动设计

学生听讲

互动探究与训练内化

二、等效重力加速度问题

点拨讲解

等效重力加速度：摆球在平衡位置相对悬点静止时，摆线的拉力与摆球质量的比值。

等效重力加速度的大小：

(1)与地理位置有关

(2)与运动状态有关

(3)与物理环境有关

互动探究与训练内化

例2、如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，用长为l 的细线栓一个小球，当它做小角度摆动时，周期是多少？

lT2

gsin

练2、如图所示，求在以加速度a匀加速上升的升降机内单摆的周期（摆长为l）

lT2

ga

例3、如图所示，若单摆处于沿水平方向作匀加速直线运动的系统内，单摆的摆长为l，系统水平向右的加速度为a，摆球的质量为m，求这一单摆的周期。

l

T2a2g2

例4、如图所示，长为l 的绝缘细线下端系一带电量为+q、质量为m的小球，整个装置处于场强为E方向竖直向下的匀强电场中，在摆角小于50时，求它的摆动周期。

l

T2Eq

gm

拓展1：若其他条件不变，只是将电场变为水平T2方向，则周期多大？

拓展2：若其他条件不变，只是将电场变为垂直纸面的磁场B，则周期多大？

l

T2g

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lg2(Eq2)m

教

学

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程

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计

学生活动设计

互动探究

学生思考解答

回顾小结

三、等效单摆问题

等效单摆问题：圆弧轨道与单摆等效

例5、如图示，地面上有一段光滑的圆弧槽，其弧长远小于圆弧的半径R，在槽的低部有一个小球自由地左右振动，求：它的运动周期。

R

T2g拓展1：一个小球1从A点，另一个小球2从O点同时静止释放，谁先到达轨道最低点？

拓展2：一个小球从A点，另一个小球从B点同时释放，两小球在什么位置相碰？

诊断反思

1、有效摆长：摆球做圆周运动的半径

2、等效重力加速度：摆球在平衡位置相对悬点静止时，摆线的拉力与摆球质量的比值。

3、等效单摆问题：圆弧轨道与单摆等效

作业：1、优化设计P7巩固

2、训练与测评P2单摆

教

学

后

记

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