2.知道單擺的周期與哪些因素有關(guān)，了解單擺的周期公式，并能利用它進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 3. 知道重力加速度可以用鐘擺測(cè)量。 2.能力目標(biāo)：了解擺，知道擺是理想化模型，學(xué)會(huì)用理想化方法建立物理模型。 了解簡(jiǎn)擺簡(jiǎn)諧振動(dòng)的條件，并學(xué)習(xí)使用近似方法解決物理問(wèn)題。 3、討論單擺的振動(dòng)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力。 3、德育目標(biāo)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特例。 它既有簡(jiǎn)諧振動(dòng)的共同特征高中物理單擺周期，又有其特殊性。 理解共性和個(gè)性的概念。 2、從量變到質(zhì)變的規(guī)律，理解當(dāng)擺角小到一定程度時(shí)，單擺的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 3、伽利略和惠更斯對(duì)單擺振動(dòng)規(guī)律的深入討論，說(shuō)明了科學(xué)研究的長(zhǎng)期性、艱巨性和持續(xù)性。 ●教學(xué)重點(diǎn)是了解擺的構(gòu)成； 了解擺恢復(fù)力的形成； 以及擺的周期公式。 ●示教難點(diǎn)——擺角小于等于5°時(shí)有振動(dòng)。 。 。 ●教學(xué)方法——。 ——采用分析歸納法、視聽(tīng)教學(xué)法、講授法、推理法。 ——采用數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)方法和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法。 ——運(yùn)用猜測(cè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析推理、歸納總結(jié)的方法。 ●教學(xué)工具 投影儀、多媒體、擺錘（可變擺長(zhǎng)和擺質(zhì)量）裝置、秒表、米尺、游標(biāo)卡尺、擺錘演示器 ●教學(xué)步驟利用多媒體演示本課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：、認(rèn)識(shí)還原的原因單擺的力； 周期公式，并能應(yīng)用周期公式解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。
一、新課介紹 1、復(fù)習(xí)題： ① 什么樣的運(yùn)動(dòng)稱為簡(jiǎn)諧振動(dòng)？ 答：物體在與距平衡位置的位移成正比且始終指向平衡位置的恢復(fù)力作用下的振動(dòng)稱為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)的。 ②簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移-時(shí)間圖像有何特點(diǎn)？ 答：所有簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移-時(shí)間圖像都是正弦或余弦曲線。 ③簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期是多少？ 答：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體完成一次完整振動(dòng)所需的時(shí)間稱為振動(dòng)周期。 2、簡(jiǎn)介：1862年，18歲的伽利略離開(kāi)神學(xué)院，進(jìn)入比薩大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。 他的一生充滿了美好的夢(mèng)想和對(duì)自然科學(xué)無(wú)盡的疑問(wèn)。 有一次，他在比薩大學(xué)忘記了向上帝祈禱，盯著天花板上搖曳的吊燈。 他用右手按著左手的脈搏，默默數(shù)著嘴里的數(shù)字。 在大多數(shù)人視而不見(jiàn)的現(xiàn)象中，他是第一個(gè)認(rèn)識(shí)到吊燈每次擺動(dòng)的時(shí)間是相等的，因此他制作了一個(gè)鐘擺模型，潛心研究了它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為人類(lèi)提供了第一個(gè)可以精確測(cè)量時(shí)間的儀器。 本課我們將學(xué)習(xí)這個(gè)理想化模型——單擺（板書(shū)） 二、新課講授 1、單擺的定義 在物理學(xué)中，單擺是實(shí)際單擺的理想化模型，指的是單擺。為由位于線下端的質(zhì)點(diǎn)形成的A裝置，該線不能被拉伸或縮短并且沒(méi)有質(zhì)量。 其理想化需要三個(gè)條件：一是擺線的質(zhì)量可以忽略不計(jì)； 第二，擺線不能延長(zhǎng)或縮短； 第三，擺線的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于擺球的半徑，擺球可以看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。 。
這里：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)和把握主要矛盾，忽視次要矛盾。 學(xué)習(xí)解決問(wèn)題的關(guān)鍵。 2、簡(jiǎn)單擺的運(yùn)動(dòng)形式【演示FLASH課件】【1】理論推導(dǎo)：【擺球受力分析如圖1】O為平衡位置，其中擺線的張力F′=G當(dāng)球偏離平衡位置時(shí)，G和F'將不再平衡。 在這兩種力的共同作用下，球?qū)⒀匾設(shè)為中點(diǎn)的圓弧AA'做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 這是單擺的振動(dòng)。 如圖1所示，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)'和G 2 的合力提供了球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，導(dǎo)致球的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變； G 1 為球的往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供回復(fù)力F，即F = G 1 = mgsinθ = mgθ，以位移方向?yàn)檎较颉緹o(wú)論左或右，F(xiàn)的方向始終與it]，即F=-mg。 x/L = - [mg/L]． x = - kx [k = mg/L 為常數(shù)]，所以單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)[θ≤ 5 0]。 圖1[2]實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：使用“擺錘演示器”追蹤運(yùn)動(dòng)曲線——正弦（co）正弦曲線（用投影儀顯示）。 結(jié)論：?jiǎn)螖[進(jìn)行簡(jiǎn)諧振動(dòng)[θ ≤ 5 0]。 這里：引導(dǎo)學(xué)生了解量變與質(zhì)變的關(guān)系，知道條件的重要性，自由是相對(duì)的。 3、單擺的周期 A、提問(wèn)：決定單擺振動(dòng)周期的因素有哪些？ B.學(xué)生猜測(cè)：擺的振動(dòng)周期可能與振幅、擺球的質(zhì)量、擺的長(zhǎng)度、重力加速度和空氣阻力有關(guān)。
C。 教師講解：當(dāng)擺動(dòng)角度很小時(shí)，空氣阻力很小，可以忽略不計(jì)。 D． 讓學(xué)生瀏覽“實(shí)驗(yàn)”【根據(jù)時(shí)間，也可以安排在下節(jié)課進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)】。 老師：荷蘭物理學(xué)家惠更斯研究了單擺的擺動(dòng)，定量得出了單擺的周期T=2π，即單擺按以下規(guī)律振動(dòng)： [1]當(dāng)擺角較小時(shí)，單擺振動(dòng)。的周期與擺長(zhǎng)度的平方根成正比，與重力加速度的平方根成反比，與擺球的質(zhì)量和振幅無(wú)關(guān)。 〔2〕表達(dá)式：T=2π。 [3] 上式僅適用于小擺角[θ≤5 0]的情況。 根據(jù)周期公式計(jì)算出的T值與實(shí)際測(cè)量值之間的誤差隨著擺角的增大而增大。 簡(jiǎn)單擺的最大擺角應(yīng)小于或等于5 0 。 [4]當(dāng)擺的振幅較小時(shí)，擺的周期與擺的振幅無(wú)關(guān)。 擺的這種性質(zhì)稱為擺的等時(shí)性高中物理單擺周期，由伽利略首先發(fā)現(xiàn)。 [5] 上式中的L應(yīng)理解為等效長(zhǎng)度，即懸掛點(diǎn)到擺球中心的距離[L O+ r]。 [6]上式中的g一般為局部重力加速度。 當(dāng)g改變時(shí)，T仍然可以用來(lái)計(jì)算周期。 這里：引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)研究的長(zhǎng)期性、艱巨性和持續(xù)性。 4、單擺的應(yīng)用[1]創(chuàng)建帶有擺的定時(shí)器[如擺鐘]。 [2] 精確測(cè)量各地重力加速度。 推導(dǎo)：g = 4 π2 L / T2。 只需測(cè)量擺長(zhǎng)L和周期T即可求出重力加速度g【下一課的實(shí)驗(yàn)】。 5. 課堂練習(xí) [1] 擺是由部件組成的。 保證單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的關(guān)鍵控制因素是_____。
[2] 當(dāng)秒擺的周期為（g=9.8 m/s2）時(shí)，秒擺的擺長(zhǎng)約為米。 （取兩位有效數(shù)字）〔3〕單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，若將擺角做得更小，下列說(shuō)法正確的是〔〕〔4〕關(guān)于單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的回復(fù)力是正確的說(shuō)法是【】參考答案： 1.擺線； 擺; 擺角不超過(guò)5° 2. 2 秒，3. C 4. BCD 3. 總結(jié) 通過(guò)這節(jié)課，我們知道： 1. 簡(jiǎn)單擺是一個(gè)理想化的振動(dòng)模型，簡(jiǎn)單擺振動(dòng)的恢復(fù)力為由擺球重力沿圓弧切線方向的分量 mgsinθ 提供。 當(dāng)擺角小于5°時(shí)，恢復(fù)力F=-x，簡(jiǎn)擺的振動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 2、單擺的振動(dòng)周期與擺球的振幅或質(zhì)量無(wú)關(guān)。 它與擺長(zhǎng)的平方根成正比，與重力加速度的平方根成反比，即T=2π。 3. 簡(jiǎn)單擺的應(yīng)用：等時(shí)性（擺錘定時(shí)器）、重力加速度的測(cè)定。 4、作業(yè)（1）【1】課本P170練習(xí)4：【4】、【5】、【6】——寫(xiě)在作業(yè)本上； [2]《科農(nóng)書(shū)》P111-112《穩(wěn)定》1-5. (二)思考題 1.如右圖所示，光滑軌道的半徑為2m，C點(diǎn)為軌道正下方的點(diǎn)設(shè)圓心為圓心，A、B 點(diǎn)與 C 點(diǎn)的距離分別為 6cm、2cm，兩個(gè)小球 a、b 為若 A、B 兩點(diǎn)同時(shí)松開(kāi)，則兩個(gè)小球相撞就是。 2、用一個(gè)空心鐵球裝滿水，制作一個(gè)擺球。 假設(shè)球的正下方有一個(gè)洞，水不斷從洞中流出。 從球充滿水到水用完，其振動(dòng)周期的大小為。 40cm，擺球在t=0時(shí)刻從平衡位置向右移動(dòng)，假設(shè)g為10m/s2，則擺球在1s時(shí)的運(yùn)動(dòng)為_(kāi)_
