《單擺》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、單擺教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版，選修3-4）一、教學(xué)目標(biāo)（一） 知識(shí)與技能1.認(rèn)識(shí)單擺模型；2.懂得作單擺的受力分析，并能推導(dǎo)回復(fù)力公式；3.掌握顯示單擺圖像的沙漏實(shí)驗(yàn)；4.了解單擺的周期跟什么因素有關(guān)，掌握單擺周期公式；5.了解單擺在實(shí)際中的應(yīng)用，運(yùn)用單擺周期公式解決實(shí)際問(wèn)題。（二） 過(guò)程與方法1.理論與實(shí)踐相結(jié)合；2.培養(yǎng)化抽象為具體的能力及邏輯推理能力；3.學(xué)會(huì)用近似法推導(dǎo)公式。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1.逐步養(yǎng)成學(xué)會(huì)質(zhì)疑、思考的習(xí)慣；2.培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的意識(shí)。二、重難點(diǎn)（一）難點(diǎn)：證明單擺來(lái)回?cái)[動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。（二）重點(diǎn)：?jiǎn)螖[周期公式及其應(yīng)用。三、教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程（一）趣味實(shí)驗(yàn)引入1給學(xué)生看一段課前錄

2、制好的視頻。視頻中，水杯先是來(lái)回運(yùn)動(dòng)（幾乎在一水平線上做來(lái)回運(yùn)動(dòng)）；讓學(xué)生猜想，水杯的運(yùn)動(dòng)是怎樣實(shí)現(xiàn)的。再把水杯運(yùn)動(dòng)的“真相”告訴學(xué)生：水杯被一根長(zhǎng)繩所系，在來(lái)回?cái)[動(dòng)。 2.游戲課前，在教室門(mén)口吊著水杯，讓一學(xué)生站著不能動(dòng)，手拉起水杯緊貼鼻子處，并釋放。（釋放前，強(qiáng)調(diào)改學(xué)生不能動(dòng)，營(yíng)造緊張氛圍，讓全班學(xué)生猜想后果）試驗(yàn)后，讓親身經(jīng)歷的學(xué)生說(shuō)一兩句感受。3.教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入本節(jié)課的教學(xué)要點(diǎn)在視頻中，水杯的擺動(dòng)幅度越來(lái)越小，在游戲中，水杯撞不到鼻子，也就是擺動(dòng)的幅度也越來(lái)越小，這是為什么呢？預(yù)計(jì)學(xué)生會(huì)回答，這是阻力影響的結(jié)果。（二）單擺模型 1.教師：在生活中，我們經(jīng)?？吹綉覓炱饋?lái)的物體在豎直面內(nèi)

3、來(lái)回?cái)[動(dòng)，我們這節(jié)課的任務(wù)，就是研究這類(lèi)模型的運(yùn)動(dòng)。我們用細(xì)繩懸掛著一個(gè)小球來(lái)代替它們，如果線的質(zhì)量和球的質(zhì)量相比可以忽略，球的直徑和線的長(zhǎng)度相比可以忽略，球所受的空氣阻力和球的重力相比可以忽略，就可以把這樣的裝置叫做單擺。2.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)單擺的特點(diǎn)：（1）線的質(zhì)量和球的質(zhì)量相比可以忽略；（2）球的直徑和線的長(zhǎng)度相比可以忽略；（3）球所受的空氣阻力和球的重力相比可以忽略。（三）證明單擺的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1.回顧簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并引導(dǎo)學(xué)生如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明單擺的來(lái)回?cái)[動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。（1）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律：振動(dòng)圖像是一條正弦曲線；回復(fù)力.（2）引導(dǎo)學(xué)生從運(yùn)動(dòng)圖像和回復(fù)力兩方面探究。2.教師演示：從振動(dòng)圖像

4、證明教師演示實(shí)驗(yàn)：在水球下方放一軌道，調(diào)節(jié)軌道一端高度，讓小車(chē)能夠帶著薄紙板做勻速直線運(yùn)動(dòng)（通過(guò)位移記錄時(shí)間），在水中中裝滿水。把水球拉開(kāi)一小角度并釋放，同時(shí)釋放小車(chē)使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)。最終流在薄紙板上的水的痕跡所成的圖形剛好是正弦圖像，證明水球做的是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。3學(xué)生合作推導(dǎo)：從回復(fù)力證明同桌討論如何推導(dǎo)小球來(lái)回?cái)[動(dòng)的回復(fù)力，并通過(guò)數(shù)碼展示臺(tái)展示學(xué)生的推導(dǎo)過(guò)程。 通過(guò)推導(dǎo)，可以證明，單擺做的是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。（四）單擺的周期 教師：?jiǎn)螖[的來(lái)回?cái)[動(dòng)屬于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，那么我們?cè)鯓忧髥螖[的振動(dòng)周期呢？單擺的振動(dòng)周期和那些因素有關(guān)呢？學(xué)生猜想：小球質(zhì)量、擺長(zhǎng)、振幅學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、不同材質(zhì)的小球、繩子、秒表。教師提示實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法學(xué)生分組設(shè)計(jì)方案，并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以分析單擺周期與擺長(zhǎng)有關(guān)，與小球質(zhì)量、振幅大小無(wú)關(guān)，。數(shù)據(jù)處理：通過(guò)大致分析，可知單擺周期與擺長(zhǎng)的二次方有關(guān)。教師將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入電子表格，并且生成圖像，得到一條傾斜的直線。從圖線可以得到關(guān)系式（五）單擺周期公式的應(yīng)用1實(shí)際應(yīng)用：周期是2s的單擺叫秒表，已知，求秒擺的擺長(zhǎng)。（直接應(yīng)用單擺周期公式就