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沙发
楼主 |
发表于 2009-11-19 16:22:00
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师:(用实物投影仪投出学生研究也的单摆振动图象)从实验中可以观察到单摆振动曲线是一条正弦或余弦线,可以说明单摆是做简谐运动。下面我们再从回复力的角度来研究单摆的运动性质。单摆的回复力是什么力?学生一时无法回答,教师进一步引导。师:当小球摆动后在偏离平衡位置的任意一点时,摆球受到几个力?生:摆球受到重力和悬线的拉力。(板画)师:这两个力是否平衡?生:不平衡。师:为什么?生:如果平衡小球就不会摆动。师:那么回复力是什么力?是这两个力的合力吗?许多学生认为是合力,也有一部分学生不认同,但也不能确定。师:单摆做的是什么运动?生:变速运动。师:对,从轨迹来看是圆周运动,是变速圆周运动。做圆周运动需不需要向心力?生:需要。师:向心力产生什么效果?生:改变摆球的运动方向。师:如果重力和拉力的合力提供回复力,那么什么力提供向心力?学生逐步有所认识,教师进一步启发。师:向心力沿什么方向?生:沿半径方向。师:所以要把重力沿悬线和圆弧切线方向进行分解(板画),F/和G2的合力提供向心力,改变速度方向,重力的另一分力G1,会改变摆球的运动的快慢,它的方向指向平衡位置,使摆球在平衡位置两侧做往复运动,所以,回复力F=G1=mgsinq。当偏角q很小时,sinq» ,所以单摆的回复力为F= - x,其中l为摆长,x为摆球偏离平衡位置的位移,负号表示回复力F与位移x的方向相反。由于m、g、l都有确定的值, 可用常数k表示,所以F= -kx。(板书)摆角很小(小于10°)时,单摆的振动为简谐运动。综上所述,不论是单摆振动的曲线还是回复力的特点都表明,在一定条件下单摆做简谐运动。2、单摆振动的周期:
师:我们已学过了用周期来表示振动的快慢,请同学们观察单摆的摆动,猜想单摆振动周期可能和什么因素有关?学生猜想:可能和摆长、摆球质量、振幅几个因素有关。师:猜想是一种重要的研究方法,但猜想的是否正确还要证明,如何证明?生:通过实验证明。师:对,但可能与几个因素有关,采用什么方法进行实验研究?生:控制变量法。师:对,用控制变量法,前面学习过程中什么地方用过此法?生:研究加速度与合外力和质量关系时就用这种方法。师:能否讲一下具体操作过程。生:如研究周期与振幅的关系时,可保持其它条件不变,在摆角小于10°的情况下,取两次不同摆角分别测出单摆的周期进行比较,其它依次类推。师:很好。我们可用秒表或手表来测周期,但如何测周期?测振动一次的时间还是测一定次数的时间算出周期?从什么位置开始计时?生:测一定次数算出周期,从最高位置开始计时。师:测一定次算出周期误差较小,但计时位置应从平衡位置开始,因为平衡位置速度最大,即使把握不准时间误差不大。下面请同学们进行实验研究,自行设计表格、记录实验数据,并对数据进行处理得出定性结论(对于周期与重力加速度的关系,由于条件限制这里不做研究)。
老师进一步强调实验注意事项:(1)单摆悬点要用夹子固定;(2)摆角要小;(3)不能让单摆做圆锥摆,在同一竖直平面内摆动等。
m
L/cm
A/cm
次数
t/s
T/s
m小
46
10
20
28
1.4
m小
46
5
20
28
1.4
m大
46
5
20
28
1.4
m大
21
5
20
20
1.0
研究结果汇报:抽几个组的学生代表上讲台展示实验结果,大部分组的实验比较成功,少部分组的数据误差较大。附一组学生设计的表格及实验数据:
教师归纳、总结:(板书)(1)单摆振动周期与振幅无关——等时性(介绍伽利略发现单摆的等时性)。(2)单摆振动周期与摆球质量无关。(3)单摆振动周期与摆长有关,摆长越长、周期越大,摆长越短、周期越小。
师:荷兰筹物理学家惠更斯研究了单摆的振动,发现单摆的振动周期跟摆长的平方根成正比,跟重力加速度的平方根成反比,跟振幅、摆球的质量无关,并确定了单摆的周期公式:(板书)T=2p
。
3、单摆应用:
教师简单介绍:(1)钟摆的制作原理是根据单摆的等时性。(2)用单摆可准确测定各地的重力加速度。
4、小结、布置作业:
三、评课记录:
1、本节课教学体现了以教师为主导、学生为主体的教学原则。具体表现在:(1)吃透教材,认真作学情况分析,精心设计了教学过程,并在教学中取得了预期效果。(2)教学过程中尽量启发学生积极思维,预先设计了一系列启发思维的问题,促使学生进入积极思维状态。(3)教学过程设计了两个分组实验,促使全体学生参与。
2、本节课教学较好地体现了培养学生科学素质的教育要求。具体表现在:(1)用观察各种摆动模型来识别单摆,形象、直观,加深对概念的理解,提高分析问题的能力。(2)用两个分组实验进行研究,改变传统的教师演示学生当观众的被动教学方法,不仅激发学生兴趣,而且能够使学生对物理事实获得具体、明确的认识,更重要的是对培养学生实验操作、数据处理及研究能力,培养认真、严谨、实事求是的科学态度有积极的作用。(3)观察、实验是物理学的基本研究方法,猜想法和控制变量法是重要的物理方法,这节课的教学中充分的渗透了这些方法。
3、长期以来,学生对实验的重视程度不够,动手能力不强,特别是处理数据的能力欠佳,这些问题在这节课里也充分的暴露了出来。有部分组的实验没有成功或效果不佳,如果对可能出现的问题考虑周到些、指导即时些,可保证更多的学生顺利完成实验,达到教学目标,这样就更加理想了。 |
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