约2000字。
11.4、单摆示范教案
一、教学目标
1.知识目标:
(1)知道什么是单摆;
(2)理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件;
(3)知道单摆的周期和什么有关,掌握单摆振动的周期公式,并能用公式解题。
2.能力目标:观察演示实验,概括出影响周期的因素,培养由实验现象得出物理结论的能力。
二、教学重点、难点分析
1.本课重点在于掌握好单摆的周期公式及其成立条件。
2.本课难点在于单摆回复力的分析。
三、教具:两个单摆(摆长相同,质量不同)
四、教学过程
(-)引入新课
在前面我们学习了弹簧振子,知道弹簧振子做简谐运动。那么:物体做简谐运动的条件是什么?
答:物体做机械振动,受到的回复力大小与位移大小成正比,方向与位移方向相反。
今天我们学习另一种机械振动——单摆的运动
(二)进行新课
1、 阅读课本第167页到168页第一段,思考:什么是单摆?
答:一根细线上端固定,下端系着一个小球,如果悬挂小球的细线的伸长和质量可以忽略,细线的长度又比小球的直径大得多,这样的装置就叫单摆。
物理上的单摆,是在一个固定的悬点下,用一根不可伸长的细绳,系住一个一定质量的质点,在竖直平面内摆动。所以,实际的单摆要求绳子轻而长,摆球要小而重。摆长指的是从悬点到摆球重心的距离。将摆球拉到某一高度由静止释放,单摆振动类似于钟摆振动。摆球静止时所处的位置就是单摆的平衡位置。
物体做机械振动,必然受到回复力的作用,弹簧振子的回复力由弹簧弹力提供,单摆同样做机械振动,思考:单摆的回复力由谁来提供,如何表示?
1)平衡位置 当摆球静止在平衡位置O点时,细线竖直下垂,摆球所受重力G和悬线的拉力F平衡,O点就是摆球的平衡位置。
2)回复力 单摆的回复力F回=G1=mg sinθ,单摆的振动是不是简谐运动呢?
单摆受到的回复力F回=mg sinθ,如图:虽然随着单摆位移X增大,sinθ也增大,但是回复力F的大小并不是和位移成正比,单摆的振动不是简谐运动。但是,在θ值较小的情况下(一般取θ≤10°),在误差允许的范围内可以近似的认为 sinθ=X/ L,近似的有F= mg sinθ= ( mg /L )x = k x (k=mg/L),又回复力的方向始终指向O点,与位移方向相反,满足简谐运动的条件,即物体在大小与位
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