课题名称
2.4单摆
科目
物理
教学对象
高二学生
课时
1
教材
人教版选择必修1
一、教材分析
在学习单摆之前，学生学习了简谐运动及其图像，简谐运动的振幅、周期、频率以及回复力和能量等内容，本节是简谐运动的应用实例。通过学习受力和运动情况均较为复杂的单摆，促进学生对简谐运动规律的进一步理解和应用，丰富学生的运动与相互作用观念。教材以“单摆的摆动是否为简谐运动？”作为问题启发学生思考，通过对单摆回复力的分析推导和“做一做”观察墨汁图样的实验，丰富了学生的学习经历和知识形成过程。通过对较为复杂的单摆的相关问题进行分析和推理，促进学生科学思维的发展。探究单摆周期与摆长的关系时，先用控制变量法定性研究，再用图像法处理数据获得定量结果，提升学生科学探究的能力。
本节教学的重点是对单摆运动规律和单摆周期公式的探究。单摆是简谐运动的典型模型之一，也是丰富学生运动与相互作用观的重要知识载体。本节的点在于对单摆回复力的判定以及对小角度的近似处理，虽然教材在必修模块已渗透极限思维，但大部分学生对小角度的近似处理缺少经验，还会存在学习障碍。
二、学情分析
(1)思维基础
学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？—怎么样？—为什么？”的思维方法。依据新课程重视“过程与方法”的教学理念和高二学生由直观相识向逻辑推理、试验推理过渡阶段的相识特点，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要探讨的问题。
（2）已有学问
学生对机械振动的初步了解。在上这节课之前，通过前几节内容的学习，学生知道了简谱振动的特点，通过生活中一种常见的模型—单摆，探究它的运动状况如何，从而萌发了学生接着探究的爱好。
（3）学生学习本课可能遇到的困难和问题
正确的理论分析单摆的振动是否满意简谐运动的条件，通过试验定性定量分析单摆周期与摆长的关系。
三、教学目标
1.知道单摆是一种理想化模型，理解单摆模型的条件，能将实际问题中的对象和过程转化为单摆模型。
2.能通过理论推导，判定单摆小角度振动时的运动特点。
3.在探究单摆的周期与摆长的定量关系时，能分析数据、发现规律、形成合理的结论，能用已有的物理知识解释相关现象。
4.知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系，能运用其解决相关实际问题
四、教学重难点
1.教学重点：理解单摆振动回复力的来源及做简谐运动的条件．
2.教学难点：知道单摆周期的决定因素，掌握单摆的周期公式．
五、教学过程
资源准备、教师活动
学生活动
设计意图
新课引入：生活中有很多的摆动：悬挂在竖直面内的往复运动，比如：摆动的秋千，摆钟的摆动、大摆锤的摆动等，结合本章第一节知识我们知道他们也是机械振动，当我们想要去研究它们的运动特征时遇到了很多问题，比如：摆动物体不能看做质点，会受到阻力影响等等。于是我们将摆动理想化，且把理想化的摆动叫单摆。
从实际摆到单摆的转变时为了更为准确的研究摆动的振动特征
创设情境，引入新课
新课教学
单摆
1、定义：细线长度不可改变，如果细线的质量与小球相比可以忽略，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆。
2、单摆条件
（1）悬点固定
（2）细线：不可伸长且质量可以忽略。
（3）摆球：小球的直径与线的长度相比可忽略（小钢球）。
做一做：利用身边实验器材组装一个单摆
猜想：观察小球的运动是否在做机械振动？
问题1：用什么方法探究单摆的振动是否为简谐运动？
方法1：描绘单摆位移与时间的关系图，是否满足正弦关系；
方法2：分析单摆的回复力大小是否与位移大小成正比且方向相反。
学生小组活动，制作单摆
帮助学生建立单摆概念，引导学生学会建立物理模型
演示实验：画出单摆振动的位移-时间图像
通过视频展示实验成果
方法二.回复力
结论：在摆角很小的情况下(θ5°)，单摆摆球所受的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，方向始终指向平衡位置（即与位移方向相反），因此单摆在摆角很小时的振动是简谐运动。
单摆的周期
1..影响单摆周期的因素有哪些呢？提出你的猜想。
2.实验方法：控制变量法
3.实验原理：将两单摆小球拉起一个小角度，并同时释放两小球，观察两小球是否同时经过最低点；若同时经过最低点则说明两小球的单摆周期相同，反之则不同。
4.数据处理
5.得到结论
三、单摆的周期公式
通过受力分析找到回复力的来源.
通过受力分析找到回复力的来源
四、【课堂小结】
5、【作业布置】
作业：1.阅读课本49页科学漫步
2.作业本完成课本50页第1、2题（必做题），第4题（选做）
板书设计：