人教版 (2019)选择性必修 第一册4 单摆精品导学案

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册4 单摆精品导学案，共4页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，学习过程，练习检测等内容，欢迎下载使用。




【学习目标】


一、知识与技能


1．知道什么是单摆。


2．理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动。


3．知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。


二、过程与方法


1．通过单摆的教学，知道单摆是一种理想化的系统，学会用理想化的方法建立物理模型。


2．通过单摆做简谐运动条件的教学，体会用近似处理方法来解决物理问题。


3．通过研究单摆的周期，掌握用控制变量的方法来研究物理问题。


4．培养学生的观察实验能力、思维能力。


三、情感态度价值观


单摆在小角度情况下做简谐运动，它既有简谐运动的共性，又有其特殊性，理解共性和个性的概念。


【学习重点】


1．了解单摆的构成。


2．知道单摆的回复力的形成。


3．单摆的周期公式。


【学习难点】


1．单摆做简谐运动的条件——摆角小于或等于5°时的振动。


2．单摆振动的回复力是由什么力提供的。


3．单摆振动的周期与什么有关。


【学习过程】


一、复习提问、新课导入


1．思考下列问题：


①什么样的运动叫简谐运动？


答：___________________________________________________________________


_______________________________________________________________________。


②简谐运动的位移——时间图像具有什么特点？


答：__________________________________________________________________。


③什么是简谐运动的周期？


答：__________________________________________________________________。


二、新课教学


（一）简谐运动的回复力


1．单摆


单摆是实际摆的____________________。


什么样的摆可以看成单摆？














2．单摆的摆动


猜想摆球做什么运动？





3．单摆的回复力


①受力分析：


G1＝____________＝_______________。


G2＝____________＝_______________。


②摆球摆动的回复力___________________。


4．单摆做简谐运动的条件


①推导：在摆角很小时，sinθ___________


又回复力F＝__________，所以F＝_________


（X表示摆球偏离平衡位置的位移，l表示单摆的摆长）


②在摆角θ很小时，回复力的方向与摆球偏离平衡位置的位移方向__________，大小__________，单摆做____________。


④振动的图像__________________________。


3．单摆振动的周期


（1）猜想：决定单摆振动的周期的因素有哪些？


______________________________________________________________________。


（2）对比实验


①对比实验


甲组：当摆长为1m时，使振幅A1＝8cm，测出单摆的周期T1。


乙组：当摆长为1m时，使振幅A2＝5cm，测出单摆的周期T2。


②对比实验


甲组：当摆长为1m时，使摆球质量为m，测出单摆的周期T2。


乙组，当摆长为1m时，用橡皮泥均匀地粘在摆球周围，测出单摆的周期T2’。


③对比实验


甲组：当摆长为1m时，使用一定的质量的摆球，测出单摆的周期T3。


乙组：当摆长为0.64ｍ时，使用和甲组质量相同的摆球，测出单摆的周期T3’。


④对比实验


甲组：单摆的摆球用铁球（质量为m）；测出单摆的周期T4。


乙组：在甲组单摆摆球的平衡位置下方放一块磁铁（相当于重力加速度增大）测出单摆的周期T4’。


⑤各组对实验结果分析比较后，总结得到：单摆摆动的周期与单摆的振幅无关，与单摆的摆长、重力加速度有关。


实验结论：


单摆振动时具有如下规律：


a.单摆的振动周期与振幅的大小___________——单摆的______性。


b.单摆的振动周期与摆球的质量___________。


c.单摆的振动周期与摆长的_______________________。


d.单摆的振动周期与重力加速度的___________________。


单摆周期公式为：_______________。


【练习检测】


1．单摆由________和成______组成，保证单摆做简谐运动的关键控制因素是_____。


2．秒摆的周期是______（ｇ＝9.8m/s2）时，秒摆的摆长大约是_______米。（取两位有效数字）


3．一个做简谐运动的单摆，如果将它的摆角变小，下列说法正确的是（ ）


A．振动时的总能量不变


B．振幅不变


C．振动周期不变


D．振子到达平衡位置时的速率不变


4．关于单摆做简谐运动的回复力正确的说法是（ ）


A．就是振子所受的合外力


B．振子所受合外力在振子运动方向的分力


C．振子的重力在运动方向的分力


D．振子经过平衡位置时回复力为零