物理摆 1 优秀课程计划
一、教学目标：
通过本课的复习，你将更加熟悉关于摆的知识，并能够熟练运用摆的知识解决实际问题。
2、重点和难点：
1.了解当单摆的摆角很小（如不大于10）时，其振动为简谐振动。
2、摆模型的应用。
3、教学方法：
复习题、课件演示、讲授结合
四、教学过程
(一)知识复习
(1)什么是摆？
(2) 摆锤振动的恢复力的来源是什么？ 单摆做简谐振动的条件是什么？
(3) 知道单摆的周期有什么关系？ 单摆振动的周期公式是什么？
（4）演示课件“摆”，增加学生的直观体验。
（二）实例讲授
例1、如下图所示，用两根长度为L的绳子悬挂一个小球A，绳子与水平方向的夹角为α，使球A垂直于纸面，以一定的角度摆动。角度小于5°。 当它经过平衡位置时，另一个小球B从A球的正上方自由落下，可以击中A球，则B球下落的高度为。
解析答案：球A垂直于纸面摆动，角度小于5°。 球A的运动为简谐振动。
摆的长度为Lsinα，周期为T≤2≤0l。 球 B 处于自由落体状态。 下落时间为t，下落距离为g。
高度h=12gt。 当A球经过平衡位置时，B球开始下落。 如果B球能击中A球，则B球落下2
该时间应为球A简谐振动半周期的整数倍，即t=nT/2。 然后n?? 求解 B 球面距离 Agg
球的高度 h=α(n=1, 2, 3...) 2
评语：振动的周期性表现在其振动状态每隔一个周期重复一次。 因此，在讨论某种状态发生的时间时，要注意其多值性，可以用数学方法来表达。 例如，这道题中，摆球从平衡位置出发，回到平衡位置的时间是一系列半周期整数倍的值。
例2、若摆锤长度不变，摆角小于5°，摆球质量增大至原值的4倍，摆球通过平衡位置的速度减小为为原值的 1/2，则单摆的振动为 ( )
A、频率不变，幅度不变。 B、频率不变，幅度变化。 C、频率变化，幅度变化。 D、频率改变，幅度不变。
解析答案：单摆的周期T=与摆球的质量和振幅有关。
与之无关，只与摆长L和重力加速度g有关。当摆长L和重力加速时
当度g不变时，T不变，频率f不变。 选项C、D不正确。单摆
振动过程中机械能守恒。 如图5所示，摆球在极限位置A的重力势能等于摆球运动到平衡位置的动能，即mgL(1-cosθ)= mυ/2，υ =
增大，α减小，振幅A减小，选项B正确。
（三）课堂练习
1、单摆的周期在下列情况下会增加（）
A. 增加摆球的质量 B. 减少摆的长度 C. 将摆锤从赤道移至北极 D. 将摆锤从海平面移至山地
2、两个简摆A、B同时做简谐振动。 当A完成10次完整振动时，B完成25次完整振动。 如果B的摆的长度是1m，那么A的摆的长度是。
3.摆锤的长度是98厘米。 在 t=0 时它开始从平衡位置向右移动。 那么当t=1.2s时，下列对单摆运动的描述正确的是（）
A. 你正在向左减速，并且加速度正在增加。 B. 你向左加速，并且加速度正在减小。
C. 向右减速，加速度增大。 D.向右加速且加速度不断增大。
（四）能力培养
4. 学生用钟摆测量局部重力加速度。 他考虑了几个选项，其中正确的一个是（）
A.测量单摆的振幅、长度和振动周期
B、测量摆锤的摆角、摆球的质量和振动幅度
C、只要摆角小于5°，则不需要测量实际角度，但需要测量摆长和摆的振动周期。
D、必须测量摆角、摆长和振动周期
5. 学生使用钟摆测量重力加速度。 实测摆球直径为2.0cm，悬挂线长度为99.0cm，振动30次所需时间为60.0s。 测得的重力加速度等于/s。 22、当υ减少到υ/2时
小时，
6、摆的长度为78.1cm，局部重力加速度为9.81m/s。 求这个摆的周期。 如果把这个摆放在月球上，月球的引力加速度是地球的0.16倍，其他条件不变，那么这个摆在月球上的周期是多少？
（五）学习本节内容应注意的问题：
①周期T与摆球的振幅和质量无关，只与摆长L和该位置的重力加速度g有关。 ②单摆的摆长L是指悬挂点到摆球中心的距离。 2
参考答案
1.D
2. 6.25m 3. A 4. C
5、986.06、2秒、5秒
物理摆 2 优秀课程计划
一、教学目标
1、知识目标：
(1)了解什么是摆；
（2）了解简摆振动的恢复力来源和简谐振动的条件；
（3）了解单摆的周期与什么有关，掌握单摆振动的周期公式单摆物理学家，并能运用该公式解决问题。
2、能力目标：观察演示实验，总结影响循环的因素，培养从实验现象中得出物理结论的能力。
2、教学重点、难点分析
1、本课重点是掌握单摆的周期公式及其条件。
2、本课的难点在于单摆恢复力的分析。
3、教具：
两个简单摆（摆长相同，质量不同）
四、教学过程
（一）新课程介绍
我们之前研究过弹簧振荡器，知道弹簧振荡器执行简谐振动。 那么：物体发生简谐振动的条件是什么？
答：当物体发生机械振动时，其所受到的回复力与位移成正比，其方向与位移方向相反。
今天我们研究另一种机械振动——钟摆的运动
（二）开展新课
1.阅读课本第167至168页第一段，思考：什么是摆？
答：上端固定一根细铁丝，下端绑一个小球。 如果悬挂小球的细丝的伸长和质量可以忽略不计，并且细丝的长度远大于小球的直径，这样的装置称为单摆。
物理摆是一个具有一定质量的粒子，通过一根不可伸展的绳子绑在固定的悬挂点上，在垂直平面上摆动。 因此，实际的摆锤要求绳子又轻又长，摆球又小又重。 摆长是指悬挂点到摆球重心的距离。 当摆球被拉到一定高度并从静止状态释放时，单摆的振动类似于单摆的振动。 摆球静止时的位置就是摆的平衡位置。
当物体发生机械振动时，必然受到恢复力的影响。 弹簧振荡器的回复力由弹簧的弹力提供。 摆锤也会机械振动。 想一想：摆的恢复力是谁提供的，如何表达？
1）平衡位置：当摆球静止在平衡位置O时，细线垂直下垂，摆球上的重力G与悬挂线的张力F平衡。 O点是摆球的平衡位置。
2）摆锤的恢复力为F = G1 = mgsinθ。 摆的振动是简谐振动吗？
摆锤上的回复力F=mgsinθ，如图：虽然随着摆锤的位移X增大，sinθ也增大，但回复力F的大小与位移不成正比，摆锤的振动也随之增大。摆不是简谐振动。 。 但当θ值较小时（一般θ≤10°），在允许误差范围内，sinθ可近似认为为（k=mg/L），恢复力的方向始终指向O点，与位移方向相反，满足简谐振动条件，即物体受到回复力的作用，回复力的大小与位移成正比，方向与位移方向相反。 振动F=—(mg/L) x=—kx (k=mg/L) 是简谐振动。 因此单摆物理学家，当θ≤10°时，简摆的振动为简谐振动。
条件：摆角θ≤10°
当位移大时，摆的恢复力就大。 当位移小时，恢复力也小。 当摆经过平衡位置时，摆的位移为0，回复力也为0。思考：此时，摆上的总外力是0吗？
此时摆锤正在做圆周运动。 做圆周运动的物体受到向心力。 摆锤也不例外，同样受到向心力的影响（引导学生思考，摆锤做圆周运动的向心力从何而来？）。 在平衡位置，摆球受到绳索的拉力F和重力G的作用。绳索的拉力大于重力G，它们的合力充当向心力。
因此，当摆经过平衡位置时，它受到的恢复力为0，但它所受到的总外力不为0。
2. 单摆的周期
我们知道，机械振动的物体都有振动周期。 请思考：
影响单摆周期的因素有哪些？
生：可能与摆球的质量、振幅、长度有关。
摆的周期与这些因素有关吗？接下来我们用实验来证实我们的猜想
为了减少对实验的干扰，我们每次实验只改变一个物理量。 这种研究问题的方法就是控制变量法。 首先我们研究摆球质量对摆周期的影响：
那么我们先来看看摆球是否质量不同，摆长和振幅是否相同，单摆的振动周期是否相同。
【演示1】将相同长度、不同质量的摆球拉至相同高度并释放。
现象：两个摆球的摆动是同步的，也就是说摆的周期与摆球的质量无关，不会受到影响。
本实验主要研究简摆振动的周期，属于简谐振动，因此摆角不应超过10°。
接下来让我们看看幅度对周期的影响。
【演示2】当摆动角度小于10°时，从不同高度释放两个摆动球。 （学生完成实验验证，老师指导）
现象：摆球同步振动，说明单摆振动的周期和振幅无关。
刚才的两个论证实验已经证实，如果两个摆的长度相等，单摆的振动周期与摆球的质量和振幅无关。 如果摆长L不同，改变这个条件会影响周期吗？
【演示3】根据摆锤的长度，从一定高度同时释放两个摆球。 请注意，θ ≤ 10°。 （学生完成实验验证，老师指导）
现象：两个摆的振动不同步，摆越长，振动越慢。 这说明单摆的振动与摆的长度有关。
这到底有什么关系呢？ 荷兰物理学家惠更斯研究了单摆的振动。 他在大量可靠的实验的基础上，经过一系列的理论推导和证明，得出单摆的周期与摆长l的平方根成正比，与重力加速度g的平方根成正比。 反比于
周期公式：
同时，该公式是基于单摆的振动为简谐振动的前提下提出的。 条件为：摆角θ≤10°
从周期公式中我们看出T与两个因素有关。 当g恒定时，T与以下成正比： 当 L 恒定时，T 成反比； 当L和g均为常数时，T为常数。 对应每个单摆，都有一个固有的周期T，
（3）课堂小结：本课主要讲单摆的振动规律。 仅在 θ
例1：已知某摆的摆长为L，振动周期为T，试表达该摆所在位置的重力加速度g。
例2：有两个简单摆。 当摆A振动15次时，摆B振动5次，则摆A、B的摆长之比为。
物理摆 3 优秀课程计划
【教材解析】
本部分设计的基本思路是：“重力加速度的测量”题目结合高中生积累的物理知识，启发他们运用运动学、力学等知识设计实验方案，验证重力加速度的测量。答案。 在研究过程中，教师鼓励学生充分发挥设计、动手实验和数据处理的能力，并给予学生练习合作、交流和表达的机会。
【教学目标与核心能力】
【物理概念】了解实验原理，对实验结果进行数据处理，了解实验误差来源。
【科学思维】用科学的方法处理、分析实验数据，分析误差原因。 用简洁易懂的语言阐明你的想法并表达你的研究结果。
【科学探究】小组成员协作完成实验报告，共同体验合作探究学习的形式和意义。
【科学态度与责任】各小组互相评价并给出合理的改进建议。
【教学重点与难点】
【教学重点】实验设计思路、实验原理以及实验过程中的注意事项。
【教学难点】使用两种方法进行数据处理和实验误差分析。
【教学流程】
【新课程介绍】
测量重力加速度的物理意义
了解地球表面重力加速度的分布对于地球物理学、航空航天技术和大地测量学等领域具有重要意义。 为此，您需要了解如何测量重力加速度。
实验想法
推导出单摆的周期公式后，惠更斯在巴黎用单摆测量了重力加速度。 我们也可以用同样的方法测量该区域的重力加速度值。当摆角较小时，单摆做简谐振动。 根据其周期公式，我们可以得到
想一想，根据上面的公式测量重力加速度，需要测量哪些物理量呢？ 我们应该如何设计实验装置和选择实验设备？ 如何减少实验误差？
惠更斯
2.【进行新课】
探索点一、实验目的与原理
目的' 使用钟摆确定局部重力加速度
原理：当简摆的摆角很小（小于5°）时，可视为简谐振动。 其自然周期为T=2π。 由式可得g=。 只要测量出摆长l和振动周期T，就可以计算出重力加速度g
研究要点2.实验装置
实验装置
想法和讨论：
1. 线的粗细、长度和拉伸性各不相同。 不同的颗粒具有不同的质量和体积。 想一想，摆线和摆球应该如何选择呢？ 为什么？
2、右图为细线上端两种不同的悬挂方式。 应该使用哪种方法？ 为什么？ 你有更好的设计吗？
细线顶部的两种悬挂方法
探索点3.物理量的测量
实验步骤：
1.制作一个钟摆
(1)让绳子的一端穿过球的小孔，然后打一个比小孔稍大的结，制成一个钟摆。
(2)用铁夹将线的上端固定在铁架上，并将铁架放在实验台旁边，使铁夹伸出桌子外，让摆球自由悬挂，并标记平衡位置钟摆的。
2.测量摆锤的长度
用米尺测量从悬挂点到球上端的悬挂线长度l0，然后用游标卡尺测量摆球的直径d。 那么摆长l=l0+。
测量摆球直径
测量摆线的长度
3. 测量周期
将摆锤以小角度拉离平衡位置（摆角小于5°），然后松开摆球，让摆锤在垂直平面内摆动。 当摆锤摆动稳定后，经过平衡位置时开始计时，测量30～50次全振动的时间。 计算完成一次完整振动所需的时间，即为单摆的振动周期T。
4.改变摆锤长度和重新测试周期
使摆的长度变短或变长，重复实验3次，测量相应的摆长l和周期T。
秒表测量钟摆的周期
探索点4.数据分析
数据处理：
平均法
每次改变摆的长度，将相应的l和T代入公式求出g的值，最后求g的平均值。设计实验表如表所示
图像法
由T=2π，得到T2=l，生成T2-l图像，即以T2为纵轴，l为横轴。 其斜率k=，由图像的斜率可以得到重力加速度g。
防范措施
(1)实验时摆线的长度应远大于摆球的直径，且摆线不应有明显的伸缩性。 另外，摆球应采用密度高、质量分布均匀的钢球。
(2)摆球应在垂直平面内摆动，摆动角度应小于5°。
(3)测量摆的长度l时，应为悬挂点到球重心的距离。 当小球的质量均匀分布时，它等于摆线的长度加上小球的半径。
(4)从摆球经过平衡位置时开始计时，当摆球同向经过平衡位置时计时。
(5)适当增加全振动测量次数，以减少测量周期的误差，一般30～50次就足够了。
误差分析
(1)测量摆的长度l时，只测量细线的长度，没有加上小球的半径，使得测量的摆的长度更小，g的横向值也更小。
(2)测量摆动周期时，将N次全振动误记录为N+1次全振动，导致测量的周期太小，g的边值太大。
(3)实验过程中摆动角度较大，导致实际摆动周期出现偏差。
探索第五点，拓展知识
摆实验中的位移-时间图
到处都有重力加速度
课堂重点知识总结
数据处理与分析
(1)数据处理
①公式法：计算重力加速度g的值，然后计算g的平均值。
②图像法：制作l T2图像求g值。
误差分析
课堂练习
例1：“用摆测定重力加速度”实验中：
（1）小波制作了如图所示的三个摆A、B、C。 你认为他应该用这张照片来做实验吗？
(2)实验过程中，小波采用了两种不同的挂球方式，如图a、b所示。 您认为（可选“a”或“b”）悬挂方法更好。
(3) 学生用秒表测量了单摆完成 40 次完整振动所需的时间，如图 D 所示，则单摆的周期为。
(4) 若单摆在任意摆角θ下的周期公式可近似为T=T0[1+asin2]，其中T0为摆角接近0时的周期，a为常数； 为了用图像方法验证这个关系式中，需要测量的物理量有： 一位学生在实验过程中得到了如图5所示的图形，并用该图形的斜率表示。
【答案】 (1) B (2) b (3) 1.89 (4) T（或t、n）、θ
【分析】（1）单摆摆动时，阻力应尽可能小甚至忽略，因此摆动球应为铁球；
钢丝要细，无弹性，摆长不宜太小。 一般使用1m左右的细线。 所以选B。
(2) 若选择a装置，则摆锤在摆动过程中长度不断变化，无法准确测量，故选择b装置。
(3) 从图D可以看出，摆完成40次全振动的时间为75.6 s，所以摆的周期为：T= s=1.89 s。
(4) 根据T=T0[1+asin2]，可知需要测量的物理量为T（或t、n）和θ。 由T=T0[1+asin2]，sin2=( )T-，所以图 的斜率为 。
例2：在使用单摆测量局部重力加速度的实验中，实验组
(1)用游标卡尺测量摆球直径。 测量结果如图所示，则摆球直径为。
(2)测出摆线长度为89.2厘米，然后用秒表记录摆锤振动30次全振所需的时间，如图A中的秒表所示。则摆锤长度为摆锤为 ，秒表上显示的读数为 。
(3) 为了提高实验精度，实验过程中可以多次改变摆长l，测量对应的周期T，得到一组对应的l和T值，则l为横坐标，T2 为纵坐标。 ，将得到的数据连成直线如图B所示，则测得的重力加速度g=/s2。 （π为3.14，计算结果保留三位有效数字）
【答案】(1)0.97 (2)89.685 57.0 (3)9.86
【分析】（1）主刻度指示9毫米，游标刻度指示0.1×7毫米=0.7毫米，所以球的直径为9.7毫米，即0.97厘米。
（2）单摆的摆长是绳子的长度加上球的半径，所以摆长是89.2厘米+0.485厘米=89.685厘米； 秒表无需读取，如图所示读数为57.0s。
(3) 由单摆周期公式可得T2=l，斜率=4，解为g=9.86 m/s2。
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物理光反射教案优秀范例（选10篇）06-14
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