3.通过研究单摆的周期，掌握控制变量研究物理问题的方法。 4、培养学生的观察实验能力和思维能力。 （三）科学态度和责任 1、单摆做小角度简谐振动。 它既有简谐振动的共同特征，又有其特殊性。 理解共性和个性的概念。 2、当摆锤的摆角改变时，摆锤的振动也会不同。 了解量变和质变的变化规律。 教学重点： 1.了解摆锤的构成1 2.了解摆锤恢复力的形成。 3. 了解单摆的周期公式。 教学难点： 1、简摆简谐振动的条件——摆角小于等于5°时振动。 2. 什么力为单摆的振动提供恢复力。 3. 单摆的振动周期与什么有关？ 教学方法：分析归纳、讲授、推理、实验验证。 教学工具：投影仪、透明胶片、纸漏斗、细绳、纸板、支架、沙子、摆锤、秒表、米尺、磁棒、多媒体教学设备。 教学过程： （1）复习题 用幻灯片演示下列问题： （1）什么样的运动称为简谐振动？ 学生答案：物体有一个恢复力，该恢复力与远离平衡位置的位移成正比，并且始终指向平衡位置。 作用下的振动称为简谐振动。 (2) 简谐振动的位移-时间图像有何特点？ 学生回答：简谐振动的位移-时间图像都是正弦或余弦曲线。 (3) 简谐振动的周期是多少？ 学生回答：简谐振动的物体完成一次完整振动所需的时间称为振动周期。
（二）引入新课 （一）讲故事（安排1分钟让学生提前准备） 1862年，18岁的伽利略离开神学院，进入比萨大学学习医学。 他的内心充满了美好的幻想和对大自然的热爱。 关于科学有无穷无尽的问题。 有一次他忘记了在比萨大学向上帝祈祷。 他盯着天花板上摇晃的灯，用右手按着左手的脉搏，默默数着嘴里的数字。 在一个大多数人都视而不见的现象中，他第一个明白了吊灯每次摆动的时间是相等的，于是他制作了钟摆的模型，潜心研究了钟摆的运动规律，并为人类贡献了第一台能够精确测量时间的仪器。 （2）新课介绍：本课我们将学习这个理想化的模型——钟摆。 （三）新课教学 1、什么是钟摆 （1）学生学会自读课文的相关内容。 (2)学生回答什么是摆？ 如果悬挂球的细金属丝的膨胀和质量可以忽略不计，并且金属丝的长度远大于球的直径，这样的装置称为简单摆。 (3) 激发评估并提出问题：为什么钟摆如此重要？ 上述限制是什么？ （4）教师讲解：①直线和质量的膨胀和收缩可以忽略——这样摆线有一定的长度但没有质量，所有的质量都集中在摆球上。 ② 线的长度大于球的直径 如果有很多，摆球可以看成一个质点，只有质量，没有尺寸，悬浮线的长度就是摆的长度。 （5）总结：通过上面的学习，我们知道单摆是实际摆的理想化物理模型。 （老师指导将之前学过的物理模型引申为物理研究的科学方法） 2、摆锤的摆动 （1）介绍摆锤的平衡位置。 ① 展示摆。 ②分析：当摆球静止在O点时，摆球受到什么力？ 这些力量之间有何关系？ ③学生回答：摆球受到重力G和吊线的拉力的作用。 这两种力量是平衡的。 ④教师强调和总结：当摆球静止在O点O点时，摆球上的重力G与悬挂线上的拉力F'相互平衡。 O点是摆的平衡位置。 （2）摆锤的摆动 ①演示：用力将摆球拉离平衡位置，使摆线移动与垂直方向成一个角度，然后松开，用CAI课件模拟。 ②问：学生认为摆球有什么作用？ ③学生可能会回答：以悬挂点为圆心，在垂直平面内做圆弧运动。 学生还可回答：摆球以平衡位置O为中心振动。 ④教师得出结论：摆球沿平衡位置O为中点的圆弧作往复运动。 这就是单摆的振动。 ⑤问：摆锤振动的原因是什么？ 以平衡位置O为中点的圆弧往复运动呢？ 使用CAI课件模拟摆球的运动。 分析：（图A）当摆球被拉到位置a时，摆球的重量为mg，绳索的拉力F′，且mg与拉力F′不再平衡，因此在在这两个力的共同作用下，摆球将沿以O为中点的圆弧做往复运动。 3.回复简单摆受力（1）教师解释：研究摆球沿圆弧运动时，不考虑垂直于摆球运动方向的力，只考虑沿圆弧方向的力考虑摆球运动，如图B所示。 (2) 由于F′垂直于v，我们可以将重力G分解为速度v的方向和垂直于v的方向。且G 1=G sin θ=mg sin θ,G 2=G cos θ=mg cos θ ( 3) 解释：沿运动方向的合力 G 1=mg sin θ 为摆球摆动提供恢复力。 (4) 关于简摆简谐振动的条件 ①推导：当摆角较小时，sin θ= lx，恢复力 F =mg sin θ F =mg ·lx (x 表示摆球的位移（l表示摆球距平衡位置的长度） ②师生分析得出：当摆角θ很小时，恢复力的方向 摆球距平衡位置的位移方向为与其大小相反且成正比。 单摆进行简谐振动。
③老师：我们知道简谐振动的图像是正弦（或余弦曲线），所以当摆角很小的时候，由于单摆是做简谐振动的，所以它的振动的图像也是正弦或余弦曲线。 。 ④ 做课本上图11.4-2所示的演示实验，用物理投影仪投影——注射器喷出的墨水落在匀速拉动的白纸上形成的图像是简谐波图像运动。 ⑤小结：从理论和实际图像都可以看出，当摆角很小时，单摆做简谐振动。 4、摆锤振动的周期 （1）提问：决定摆锤振动周期的因素有哪些？ （2）学生猜测摆锤振动的周期可能与振幅、摆球的质量、摆锤的长度、重力加速度以及与阻力有关的空气有关。 （3）教师讲解：当摆动角度很小时高中物理单摆条件，空气阻力很小，可以忽略不计。 （4）学生分组做对比实验 ①对比实验 A组：当摆长为1m时，使振幅A 1 = 8 cm，测量单摆1的周期T。摆长为1m高中物理单摆条件，令振幅A 2 = 5cm，测量摆的周期T。 ②对比实验A组：当摆长为1m时，使摆球质量为m，测量摆的周期T。 B组：当摆长为1m时，用橡皮泥均匀地粘在摆球周围，测量单摆的周期T 2′。 ③对比实验A组：当摆长为1m时，用一定质量的摆球测量单摆的周期T。 3、B组：当摆长为0.64m时，使用与A组相同质量的摆球，测量摆3′的周期T。 ④对比实验A组：单摆的摆动球采用铁球（质量m）； 测量单摆的周期T 4、B组：利用A组单摆的摆动球，在平衡位置下放置一块磁铁（相当于重力加速度增加），测量单摆的周期T 4′ 。 ⑤对各组实验结果进行分析比较后，得出结论：摆锤摆动的周期与摆锤的振幅无关。 它与摆的长度和重力加速度有关。 ⑥老师：荷兰物理学家惠更斯研究了单摆的摆动，定量得出：单摆的周期T=2πgl，即单摆按照以下规律振动：a． 单摆的振动周期与振幅（摆的等时性）无关。 b. 单摆的振动周期与摆球的质量无关。 C。 单摆的振动周期与摆长度的平方根成正比。 d. 单摆的振动周期与重力加速度的平方根成反比。 5、简单摆周期公式的应用（1）惠更斯利用摆的等时性，发明了带有摆的计时器。 通过改变摆锤可以改变摆锤的周期。 调整和计时都很容易。 （2）摆的周期和长度很容易通过实验精确测量，因此可以利用摆锤精确测量各地的重力加速度（4）课堂小结
