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(共30张PPT)
2.4 单摆
选 自 人 教 版 高 中 物 理 选 择 性 必 修 第 一 册
教学分析
教学策略
教学过程
教学反思
01
02
03
04
说课
内容
PART 01
教学分析
ü教材分析
ü教学目标
ü学情分析
ü教学重难点
教材分析 /
学 情 分 析 / 教学目标 / 教学重难点 /
1.2.2 通过实验，探究单摆的周期与摆长的定量关系。
知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆
测量重力加速度的大小。
教材分析 /
学 情 分 析 / 教学目标 / 教学重难点 /
单摆是简谐运动的典型应用实例，是对简谐运动规律的进
一步理解和应用，能丰富学生的运动与相互作用观念。
教材分析 /
教学目标 / 教学重难点 /
已经完成了相互作用和能量等基础知识的学习，形成了较为
完备的知识体系。已经学习了简谐运动的的特点，掌握振幅、周
期、频率以及回复力等基本概念。
具备一定的实验观察、分析和论证的能力，了解科学探究的
基本思路，能进行合理的科学探究。
数理推导能力较弱，对数学极限和近似处理的方法较为生疏；
数据处理的能力较差，科学探究中的证据意识较弱。
教材分析 /
学 情 分 析 /
教学重难点 /
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。
1.知道单摆的回复力。
2.知道单摆的周期与摆长、重力加速度
的关系。
2.能通过理论推导，判定单摆小角度振动时
的运动特点。
1.能根据控制变量法去设计实验探究影
响单摆周期的因素。
1.学会从物理的角度去研究、分析问题，将
物理与实际生活相联系。
2.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。
2.通过实验分析、探究，培养严谨的科学研
究态度。
3.了解人类计时仪器的发展史，体会科学对
人类的生活提高和文明进步的重要推动作用。
教材分析 /
学 情 分 析 / 教学目标 / 教学重难点 /
重点
难点
对单摆运动规律及单摆周期公式的探究。
对单摆回复力的推导过程。
教学策略
PART 02
教学
策略
科学
论证
问题
驱动
体验
生成
合作能力
表达能力
知识归纳能力
教学过程
PART 03
任务一：创设物理情
境，建立单摆模型
活动1 简化秋千运动，提炼单摆模型
活动2 理论推导：单摆的回复力特点
活动3 实验探究：单摆的运动图像
任务二：探究单摆的
运动规律
任务三：探究单摆的
周期影响因素
活动4 定性实验：探究单摆周期的影响因素
活动5 定量实验：探究单摆周期与摆长关系
创设物理情境、建立单摆模型
任务一：
提出问题：应该如何研究这类运动？
设计
意图
列举生活中的真实情境，从情境中发现和提
炼问题，体现问题研究的价值和意义，展现物
理知识与实际生活的联系。
简化秋千运动，提炼单摆模型
活动1：
比较
概括
抽象
提出问题：如何简化秋千的运动？
理想化物理
模型
摆线不可伸长
类比弹簧
振子模型
摆线质量不计
摆球大小可忽略
空气阻力可忽略
设计
意图
学生通过建立单摆模型，理解单摆的条件，体会建构物理模型的
思维方法，提高通过模型建构来研究实际问题的能力。
任务二：探究单摆的运动规律
讨论交流：用什么方法探究单摆的振动是否为简谐运动？
方法<1>：动力学方法
分析单摆的回复力与位移是否成
正比且方向相反，即:
理论推导
方法<2>：运动学方法
分析单摆位移与时间的关系是否
满足正弦关系，即：
实验验证
理论推导单摆的回复力特点
活动2：
问
题
链
设
计
重力沿圆弧切线方向的分
力：F =mgsinθ充当回复力。
提出问题：是不是在某种特定的条件下，回复力会满足F = -kx？
理论推导单摆的回复力特点
活动2：
小角度时θ与sinθ的比较
单摆运动连拍图片：
设计
意图
通过真实图片直观展示小球的运动情况，方便学生发现、理解小角度下
的近似关系，减小数理关系推导的难度，从而突破本节课的教学难点。
活动3： 实验探究单摆的振动图像
实验1：单摆振动图像演示
设计
意图
改进教材实验装置，直观
展示单摆的振动图像，丰富学
生的感性认识。
活动3： 实验探究单摆的运动图像
实验2:轨迹追踪软件Tracker定量分析
设计 应用软件技术辅助物理实验观察和分析，为科学探究论证过程提供证
意图
据支持，展现现代信息技术对物理研究和学习的重要作用。
探究单摆周期的影响因素
任务三：
演示蛇形摆振动情况
提出问题：单摆的周期可能跟哪些因素有关呢？
设计
意图
创设新的物理情境，让学生从新情境中发现和
提炼新问题,引导学生对单摆规律的进一步探究。
定性探究单摆周期的影响因素
活动4：
控制变量法
振幅？
问
题
链
设
计
提
出
猜
想
摆球质量？
摆长？
实验装置
定性探究单摆周期的影响因素
活动4：
学生分组实验：
设计 学生通过实验设计、操作，掌握科学探究的方法，提高
意图
合作能力、表达能力以及知识归纳能力。
定量探究单摆周期与摆长关系
活动5：
提出问题：如何进行实验物理量测量？
表1 实验数据记录表格
周期测量：
摆长测量：
摆长l/m 周期T/s
0.20
0.30
0.40
0.45
0.50
0.55
定量探究单摆周期与摆长关系
活动5：
学生分组实验：
设计 优化实验装置，减小实验测量误差，增加学生分组实验的操作便捷
意图
性，减小实验探究的难度。
定量探究单摆周期与摆长关系
活动5：
提出问题：如何分析获得的实验数据？
进一步猜想：单摆周期是否与
摆长的二次方根成正比？
实验数据的处理与分析：
-
设计
意图
在数据处理分析的过程中，学生经历猜想——验证——再猜想——再验证
的分析论证过程，引导学生依照实验数据运用逻辑推理确定物理量之间的关系，
发展依据证据、运用逻辑和现有知识进行科学论证和解释的能力。
定量探究单摆周期与摆长关系
活动5：
归纳总结：单摆周期公式及其应用
单摆周期公式

= 2

机械摆钟
惠更斯
单摆周期公式的发现，为人类利用简谐运动定量计时提供了可能，
并以此为基础发明了真正可持续运转的时钟。
设计
意图
渗透物理学史的教育，引导学生了解人类计时仪器的发展史，体会
科学对人类的生活提高和文明进步的重要推动作用。
学以致用：
设计
意图
用所学新知识解
释生活现象，学会从
物理的角度去研究、
分析问题，将物理与
实际生活相联系。
332
341
350
359
369
379
390
401
412
425
437
450
（毫米 mm）
464
479
494
摆长
(mm)
0.494 0.479 0.464 0.450 0.437 0.425 0.412 0.401 0.390 0.379 0.369 0.359 0.350 0.341 0.332
1.396 1.375 1.353 1.333 1.313 1.295 1.275 1.258 1.241 1.223 1.207 1.190 1.175 1.160 1.145
0.716 0.727 0.739 0.750 0.761 0.772 0.784 0.795 0.806 0.818 0.829 0.840 0.851 0.862 0.874
周期
(s)
频率
(Hz)
课后活动:
利用Phyphox软件测量本地重力加速度
活动原理：
将手机制作成一个单摆，利用
手机自带传感器自动测出手机摆动
的周期和频率。根据输入的摆长，
Phyphox软件能根据单摆公式自动计
算出当地的重力加速度。
课后活动:
利用手机物理工坊Phyphox测量本地重力加速度
设计
意图
通过课后实践活动，引导学生将所学知识应用
于解决实际生产生活中的问题，在解决问题中进一
步提高探究能力、增强实践意识，促进物理学科核
心素养的形成。
教学反思
PART 04
设计亮点一：利用现代信息技术观察、分析单摆的运动规律，
实现轨迹可追踪化、规律可视化、分析定量化，依托各类实验和
信息技术手段为分析论证过程提供证据支持。
设计亮点二：注重学生的课堂体验，尊重学生学习的主体性。
创设真实情境，依托情境提出、发现问题，激发学生学习的兴趣；
演示实验与分组实验相结合，提高学生学习参与的主动性。
板书设计
1.单摆：理想化物理模型。
2.单摆在摆角很小的情况下做简谐运动。
回复力：F = - kx
振动图像：正弦函数


3.单摆周期公式：
= 2
谢谢观看

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