機械振動——單擺

1、機械振動單擺執(zhí)教人 周春英教學目標一、知識目標1、知道什么是單擺，區(qū)分單擺與生活中的普通擺動。2、知道單擺在擺角很小的情況下是簡諧運動，了解其證明過程。3、知道單擺周期的決定因素，周期的計算公式，并能進行簡單應用。4、理解單擺的等時性。5、知道可以用單擺測定重力加速度。二、能力目標1、通過對單擺振動的觀察，培養(yǎng)學生對實驗的觀察能力。2、通過對單擺回復力的教學，培養(yǎng)學生的分析、推理能力。3、通過對單擺周期的研究，培養(yǎng)學生設計一實驗的能力。三、德育目標1、通過觀察擺動實驗， 分析、歸納運動規(guī)律的教學， 使學生明白 “透過現(xiàn)象看本 質”的哲學道理。2、通過擺角影響擺動的教學，使學生理解“量變引起質變

2、”的哲學道理。 教學重點： 1、單擺回復力的分析2、單擺周期的分析教學難點： 1、單擺振動時回復力的分析及數(shù)學推理。2、單擺是簡諧運動的理解及證明。教學方法： 1、實驗演示 2、分析、歸納法總結運動規(guī)律3、數(shù)學方法推理、證明單擺的振動是簡諧 運動教學用具： 單擺、砂擺、秒表、刻度尺課時安排： 1 課時教學過程一、新課導入1、復習提問（ 1 ） 什么是振動圖象？（ 2） 從圖象上可獲取哪些信息？2、對學生的回答進行評價，給予表揚或鼓勵，教師并做總結。3、 引入新課 前面我們學習了機械振動中最簡單、最基本的運動簡諧運動，同時對 其代表性運動； 彈簧振子作了了解。這一節(jié)我們來學習另一種簡單的機械振動

3、單擺。二、新課教學（一） 單擺 基礎知識：請學生閱讀課文第一自然段，同時思考下列問題：1、 什么是單擺？2、 單擺的理想化體現(xiàn)在哪些方面？3、 單擺與實際的擺有何區(qū)別？結論:1、 用不計質量、不可伸長的長繩拴一小球，使其在豎直平面擺動，這樣的裝 置就是一個單擺。2、單擺的理想化主要體現(xiàn)在兩個方面：a、擺線的質量忽略不計，只有小球具有質量。b、擺線的長度比小球半徑大得多，即小球大小可忽略。3、單擺與實際擺的根本區(qū)別在于：單擺是理想化的模型，可以看作是質點的振動。實際擺必須考慮線的質量、伸縮性、球的大小。生活中兒童玩的秋千在短時間的振動可近似地看成是單擺。（二）單擺的回復力實驗演示單擺的擺動，學生

4、觀察實驗、思考問題、總結結論。1、單擺擺動后，擺球始終在平衡位置的兩側往復運動。2、擺動過程中受重力、懸繩拉力。3、受力分析a、擺球在最高點時，運動速度為零。二沿繩方向的合力為零。T=mg仁mgcos 0垂直于繩方向的力使擺球返回到平衡位置，提供回復力。F 回=mg2=mgsin 0b、擺球在運動過程中有一定速度，且運動軌跡為圓弧，圓周運動。（1）沿繩方向的合力用來提供向心力，用來改變擺球速度的方向。F 向=T-mg仁T- mgcos 0（2）垂直于繩子方向的合力用來提供回復力，改變速度大小使小球返回0點。F 回=mg2=mgsin 0當0婁小時，由幾何關系可知: OA=OA （弧長近似等于弦

5、長） sin 0 =0（正弦值近似等于弧度值）mgOAOAx F 回=mgsin 0 =mg0 =mg=mg=mg=-xLLLL由于擺球m,擺線L恒定，mg ”曰是L常量，右用單擺的運動也是簡諧運動。k表示，F(xiàn)回=-kx讓學生敘述單擺的一個全振動以及F回、a、v、x的變化（課本 P32的練習四，第一題）（三）單擺的周期演示實驗(1)(2)(3)結論：取兩相同單擺，擺角（振幅）不同，比較周期。 取兩單擺，等大，不等質量。取兩單擺，擺長不同。單擺的周期與擺角大?。ㄕ穹?，擺球質量無關，隨擺長的增大而增大。3g。讓學生觀察，在擺球下放一磁鐵，產(chǎn)生一引力，相當于增大 結論：周期隨g的增大而減小。荷蘭物

6、理學家惠更斯經(jīng)過實驗得出單擺的周期公式：利用此式可求當?shù)氐闹亓铀俣龋部汕驦.24 二g=2T練習四（2）（ 3）（四）單擺的圖象提問：簡諧運動的圖象是正、余弦曲線。單擺的運動是簡諧運動它的圖象也應是正、余弦曲線演示實驗：單擺的振動圖象。練習四（6）三、小結：通過本節(jié)學習我們知道了：1、單擺為什么是簡諧運動。2、單擺的周期與哪些因素有關。四、作業(yè)：P32練習四（4） （ 5）五、板書設計2L=gT24 二單擺簡諧運動-組成擺線：結實的不可伸長的線，線長比球直 徑大得多擺球：密度大的實心球理論證明:XF=mgsin 9 =mg0 = mgL實驗證明：砂擺（與振幅無關一一等時性）周期：t=2 n教學后記及反思：本節(jié)課教學以教師為主導，學生