学生实验第二课时 公开课

《单摆》教学设计

授课人：史粉莉

学校：西北大学附中

11.4《单摆》教学设计

一、

教材与学情分析

1、

教材的地位和作用：

单摆是普通高中物理选修3-4的第十一章机械振动第四节的内容，单摆作为机械振动的一个具体实例，为巩固理解简谐运动的规律及其特点起了重要的作用，为第五节外力作用下的振动的学习应用做铺垫，所以本节是本章的重点内容。

2、学情分析：

在知识能力方面，高二学生已经掌握了简谐运动的相关知识，对摆动的物体也有

一定认识并且能够熟练运用控制变量法进行实验。在学习障碍方面，高二学生难以

熟练应用近似处理解决物理问题且实验探究能力尚有欠缺。

二、教学目标：



知识与技能

（1）知道什么是单摆。

（2）理解单摆做简谐运动及其条件，单摆的回复力。

（3）知道单摆振动周期的影响因素，掌握单摆振动的周期公式，并应用

公式解决问题。



过程与方法

（1）通过推导单摆回复力的表达式，掌握用小角近似处理问题的方法。

（2）通过自主探究单摆周期的影响因素，进一步熟练控制变量法，培养学生分析解

决问题的能力。



情感态度与价值观

（1）通过对单摆知识的学习增强将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

（2）通过探究单摆周期影响因素培养合作精神，激发求知欲和创新精神。

三、

教学重点与难点：



重点：（1）单摆做简谐运动。

（2）探究单摆的周期公式。



难点：用小角度近似法推导单摆的回复力。

四、设计理念：

本堂课的设计着重体现多边教学的基本理念，建构一种对话、合作与探究的课程文化，让“探究”走进课堂，引导学生进行完整的科学探究。在引导过程中，渗透以人为本的培养理念充分体现“学生为主体，教师为主导”的教学原则。

五、教法与学法：

主要采用教师实验演示和学生小组探究的教学方法，并辅以问题激学、教师讲授、

师生共同合作等教学方法。

六、教学用具：教师用具：悬挂着沙漏的单摆，细沙，单摆，铁架台

学生用具：铁架台，单摆，刻度尺，秒表

，游标卡尺

七、教学过程：

教学程序

新课引入

教师活动

1活动：课前和学生一起倒计时

2人们为什么能够精准的计时，我们先来了解一下时钟的发展

机械摆钟的发明之后，人类的计时进入精确的年代，为此做出突出贡献的科学家有伽利略和惠更斯。叙述物理学家伽利略的故事,引入单摆模型

1.认识单摆：出示各种单摆

引导学生从悬点、摆线、小球角度寻找单摆特点

如果细线的质量与小球相比可以忽略；球的直径与线的长度相比可以忽略，这样的装置就叫做单摆。

2.单摆的运动

提问：通过以上观察，我们认识了单摆，那么单摆小球单摆动时做什么运动？

（1）实验验证

教师引导学生思考要证明单摆做简谐运动就要研究单摆摆球的振动图象是否是正弦曲线。

学生活动

师生一起倒计时

设计意图

集中学生注意力，同时从时间问题过渡至本节新课

进行新课

概念定义

演示实验

摆线：长度比摆球直径采用引导提问大的多，质量、

式引起学生的

伸长可忽略

求知欲。

摆球：质量大，体积小

学生自主观察

发现总结，增

强记忆。

学生根据已有知识和经

验回答

教师通过演示实验直观反映单摆摆球的振动图象，

教师介绍实验仪器，进行演示实验：单摆的细线下学生配合老师一起实验

悬挂沙漏，沿着与摆动方向垂直的方向匀速拖动一

木板，木板上的沙迹便表示出振动图像。

观察发现振动图象是一享受自己动条正弦曲线，总结出单手，获得知识摆做简谐运动。

的过程

（2）理论分析

单摆的回复力

主动利用所学教师指出：我们前面只是用实验初步证明单摆做简

进行推导，加谐运动，接下来就让我们共同用理论验证单摆做简

深印象

谐运动，即证明单摆的回复力满足简谐运动回复力

F-kx

公式：

师生合作对单摆的摆

实验探究

拓展应用

法向：

FyTmgcos

x切向：

F回mgsinθ回复力：

PPT出示摆角，正弦值，弧度值，接着教师介绍小角度近似法，并引导学生利用小角度近似法化简回复力的表达式

Fmgsinθ

球进行受力分析

学习小角度近似法，并利用小角度近似法推得

小角度近似法，引导学生科学方法的学习

学生根据观察猜测自主探究设计实验，体验探究的学习和方法，经历了有感性认识到理性认识的过程，增强总结物理规律能力，从而印象深刻的突出本节的重点

FmgxlFkx

即

教师总结：单摆在小角度近似下做简谐运动。

3．单摆的周期

猜测：单摆周期可能与

此过程主要采用科学探究的方法

摆球的质量、振幅、摆提出问题：既然通过前面证明单摆的运动是简谐运长有关…

动，简谐运动具有周期性与重复性，那么单摆的周

期与什么因素有关？

控制变量法

猜想与假设：

研究方法：控制变量

设计实验：

如何测量摆长？

如何测量周期？

实验器材？

实验探究：小组合作进行试验验证。强调主要应用

控制变量法和实验过程中要注意的问题。

数据处理后发现：单摆

振动周期

本实验每组同学得到一组周期与摆长的关系，全班

共计十余组，得到多组数据，输入excel和函数处

理软件

76

5

4系列13

2

10

00.20.40.60.811.21.41.6摆长

得出结论：通过函数软件的到周期与摆长的平方根

成正比。

学生思考选择自己感兴教师指出荷兰物理学家惠更斯曾详尽的研究单摆趣的内容回答：

的振动，得出了和大家一样的结论。

夸奖学生成果。

并补充惠更斯利用更精密的仪器确定了单摆

Tl

本实验要求全班合作，将全体同学数据数据输入数据处理软件，得出结论，共享成功的喜悦，共同分析错误数据出现的原因

展开想象的翅膀，激发学习热情，强化已有知识的应用

l的周期公式

T2

g

3教师提出问题：下列几种情况，小球的运动周期如何变化？

（1）运动的电梯上（匀速、加速上升，减速上升）

（2）月球上？

（3）宇宙飞船上

课堂小结

引导学生自主总结这节课所学，对学生总结查漏补缺

结尾：古人云，读书不觉已春深，

一寸光阴一寸金，关于时间的研究希望同学们学习前辈精神,借鉴前辈成果,开创美好未来

做一做“用单摆测重力加速度”

总结这节课收获

师生共建

知识体系，

便于学生系

统化的复习。

鼓励性结尾，激发学习热情

让学生走进社会，并将理论应用于实践

周期的平方布置作业

八、板书设计：

11.4单摆

一、

单摆：理想化模型

二、单摆做运动---在小角度近似下做简谐振动

三、单摆周期

2T

FGmgxxlllg

教学反思

本堂课的设计着重体现多边教学的基本理念，建构一种对话、合作与探究的课程文化，让“探究”走进课堂，引导学生进行完整的科学探究。在引导过程中，渗透以人为本的培养理念充分体现“学生为主体，教师为主导”的教学原则

这节课主要的优点有：

1.教学过程思路清晰，认识单摆，分析究单摆运动特点，探究单摆周期与摆长关系，拓展应用

2.落实教学的三维目标。

3.实验探究过程中，本实验要求全班合作，将全体同学数据数据输入数据处理软件，现场大屏幕处理数据，在全体同学紧张与期待的眼神中，在误差允许的范围内得出结论，共享成功的喜悦。

4.问题指向性明确，层层递进，实验有序开展。

5.教学拓展应用激发学生学习兴趣，同时贴近高考

不足之处:实验数据的输入、处理很难紧凑，造成一定低效。教学拓展说一说，做一做部分，以及课堂小结，应当把话语权充分的教给学生。