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职高物理（人教版-机械建筑类）教案：探究单摆的振动周期02 一、教学目标：1．掌握单摆振动的周期公式。2．通过探究，概括出周期的影响因素，培养学生由实验现象得出物理结论的能力。　　 重点、难点分析　　1．本课重点在于探究影响单摆的因素、周期公式及其成立条件。　　2．本课难点在于设计实验，探究影响单摆振动周期的影响因素；如何根据实验数据作出图象，并分析所画图象理解单摆跟摆长的定量关系。　 教具：两个质量不同单摆、米尺、秒表、铁架台。 四、主要教学过程　　(一)复习引入新课　　提问：什么是单摆？（悬点：固定；细线：不可伸缩、质量不计、较长????????? 摆球：体积小、质量大）　单摆的回复力是由什么力提供的？单摆做简谐运动的条件？(二)新课教学一、影响单摆的周期的因素1．提出问题：如果摆钟走时不准，走快或走慢了，这是什么意思？这时钟表师傅会怎么做？他会拧一拧钟摆摆锤下方的螺母，调整其走时的快慢。他为什么要这样做？（让学生回答：改变单摆的周期，）那么影响单摆的周期的因素是什么呢？2．猜想与假设根据单摆的结构和单摆做简谐运动的条件，单摆做简谐运动的周期可能与振幅A、质量m、摆长L有关。3．制定计划与设计实验（控制变量法）利用所发的器材，学生分组前后四位同学讨论后，提出小组的方案。4．交流与合作小组讨论，归纳出以下方案：（1）研究周期和振幅有没有关系，控制其他条件就应不变。方案一：比较法。用两个摆长相同，摆球质量不同的单摆，将摆长相同，质量不同的摆球拉到同一高度释放。看哪一个小球先到平衡位置。（现象：两摆球摆动是同步的，即说明单摆的周期与摆球质量无关，不会受影响。）方案二：用两个摆长相同，摆球质量不同的单摆，将摆长相同，质量不同的摆球拉到同一高度释放。分别用秒表测量出单摆振动30次所用的时间。比较时间。（2）研究单摆的周期和振幅的关系方案一：将两个摆长、质量相同的单摆，在摆角小于10°的情况下，把两个摆球从不同高度释放。（现象：摆球同步振动，说明单摆振动的周期和振幅无关。）方案二：只用一个单摆，摆长不变，分别将它从不同的高度释放，用分别用秒表测量出单摆振动30次所用的时间。比较时间。结论：以上实验，证实了单摆振动周期和摆球质量、振幅无关，那么周期和什么有关？由前所说这两个摆摆长相等，如果L不等，改变了这个条件会不会影响周期？（3）研究单摆的周期和摆长的关系方案一：取摆长不同，质量相同的两个摆球从某一高度同时释放，注意要α＜10°。现象：两摆振动不同步，而且摆长越长，振动就越慢。这说明单摆振动和摆长有关。方案二：只取一个单摆，改变单摆的摆长，让摆球从某一高度释放，用秒表测量出它每振动30次所用时间，算出每个周期的时间，并记录在表格中。讨论问题：（1）怎样用米尺测量单摆的摆长？（2）单摆在什么情况下才做简谐运动？在实验中对单摆的摆角有什么限制？（3）测定单摆的同期，可以取平衡位置为计时的起点，也可以取摆球到达最大位移外时为计时的起点，你觉得哪个办法较好？（4）单摆的周期比较短，要用怎样的方法才测得更准确？5．进行实验与收集数据根据以上研究，完成实验测量工作，将实验数据填入你设计的表格中。6．分析与论证请根据你的实验数据，尝试在坐标纸上画出T-L图象或是T2-L图象思考：这是什么样的曲线？从图像中能看出单摆周期跟摆长的关系吗？7．交流与合作你能从数据中，看出单摆的周期跟质量有关吗？单摆的振动周期跟摆长的定量关系如何？图像法有什么优点？8．评估请比较两种图像，哪一种能直观简便地看出周期跟摆长之间的关系？总结一下，你在实验过程中是怎样减小误差的？结论：单摆的周期与振幅和质量无关，与摆长有关。二、单摆的周期公式惠更斯推导出在摆角很小（满足摆角α＜10°）时，单摆的周期公式为　　 提问：由以上实验和周期公式，我们可知道周期与哪些因素有关，与哪些因素无关？　　答：周期与摆长和重力加速度有关，而与振幅和质量无关。三、单摆的周期公式的应用1．利用它的等时性计时单摆周期的这种与振幅无关的性质，叫做等时性。单摆的等时性是由伽利略首先发现的。钟摆的摆动就具有这种性质，摆钟也是根据这个原理制成的，据说这种等时性最早是由伽利略从教堂的灯的摆动发现的。如果条件改变了，比如说(拿出摆钟展示)这个钟走得慢了，那么就要把摆长调整一下，应缩短L，使T减小；如果这个钟在北京走得好好的，带到广州去会怎么样？由于广州g，小于北京的g值，所以T变大，钟也会走慢；同样，把钟带到月球上钟也会变慢。2．测定当地的重力加速度惠更斯得出了单摆的周期公式后，在巴黎用一个周期为2秒的单摆，精确测量出它的摆长后，从而计算出巴黎当地的重力加速度的大小，约为9。8m/s2。下节课的