【课 题】 单 摆课堂模式: 学生实验,发现问题,现象分析,思维引导,规律运用,理解掌握
思维方法: 主要是辨证逻辑思维方法和抽象逻辑思维的指导和运用
教学步骤:一
复习“弹簧振子” 的内容简谐振动恢复力特征
两人一组实验器材(铁架台、木夹、小铁球、小木球、细线、秒表、刻度尺、三角板),组装成单摆并作小角度摆动
提醒学生注意悬点的固定
对于这个“摆”(指导学生思考抽象):若线的伸长可以不考虑、线质量跟球质量比较可以忽略;而球的直径又远小于线的长度,这一装置就是物理学中的“单摆”(物理无穷小与物理无穷大的辨证思维)
给出“单摆”的概念 ——“一个质量不计的、不能伸长的细线系一个质点”,指出这是一个理想化的物理模型
学生观察回答问题:单摆的运动有什么特征
根据已有知识,把它称作何种运动
(应回答:小球在一中心点两侧,来回重复地周期性运动,这是一种振动
摆线长 L 不变,分别用铁球、木球组成的单摆作小角度 θ 振动,用秒表测出单摆的振动周期 T
为减小周期测定的误差,启发学生讲出减小误差的方法:测出全振动 N 次的总时间 t,再用总时间去除以总振动次数,求得周期 T
在测量时还要指导学生,应在振动若干次后从平衡位置开始计时并数周期数 0、1、2、3、……
实验结果:振动周期与摆球的质量无关
(设问,为什么
)教师画单摆受力图和同学们一起分析得出单摆回复力 F 为重力的切向分力 mgsinθ,在角度 θ<5°时,(告诉学生,这是要求很高的条件,可以得到很“精确”的“近似”,它在 x≤L 时成立,这时摆的曲线摆动转化为直线振动了
),,又回复力 F 与位移 x 始终反向 即有 ,这表明单摆作小角度的振动为简谐振动
振动加速度 ,与质量 m 无关,跟实验结果一致
(下面的分析是渗透在教学过程中)力是物体产生加速度的(外部)原因,作为物质