2.4 单摆 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件围绕单摆展开，涵盖理想化模型条件、小角度简谐运动特征及周期公式。从生活中悬挂物体摆动现象提问导入，通过活动一至五搭建学习支架，引导学生从模型建构到实验探究再到理论推导，形成完整知识脉络。 其亮点在于注重科学思维与科学探究，通过注射器墨汁实验直观验证简谐运动，用控制变量法探究周期影响因素，强化模型建构与科学推理。学生能提升探究能力和物理观念，教师可依托结构化活动提升教学效率。

单摆 教学目标 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。 2.能通过理论推导，判定单摆小角度振动时的运动特点。 3.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。 问题引入 生活中经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内往复运动。将一小球用细绳悬挂起来，把小球拉离最低点释放后，小球就会来回摆动。小球的摆动是否为简谐运动呢？ 教学过程 活动一：阅读书本P46,总结单摆的定义与研究单摆的条件。 一、单摆 如果细线的长度不可改变，细线的质量与小球相比可以忽略，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫作单摆。 （1）与小球的重力与线的拉力相比，空气对它的阻力可忽略。 （2）尽量选择质量大、体积小的球和尽量细的线。 理想化模型 定义： 条件： 思考与讨论：用什么方法探究单摆的振动是否为简谐振动？ 方法一：分析单摆的回复力，看其与位移是否成正比并且方向相反； 方法二：分析单摆位移与时间关系是否满足正弦关系。 教学过程 二、单摆的回复力 活动二：从单摆的受力特征判断 教学过程 O O'  mg T 单摆的回复力为重力沿圆弧切向的分力： F回=mgsinθ 角很小时，用弧度制表示的与它的正弦值近似相等 sinθ≈θ F = mgsinθ 位移方向与回复力方向相反 在摆角很小（θ＜50）的情况下，单摆做简谐振动。 活动三：设计实验从图像判断单摆运动为简谐振动 教学过程 细线下悬挂一除去柱塞的注射器，其内装上墨汁。注射器摆动时，沿垂直摆动方向匀速拖动木板，观察注射器喷出的墨迹图像。 教学过程 二、单摆的周期 活动四：猜想影响单摆周期的因素，并设计实验验证 猜想： 1.单摆的周期与振幅有关 2.单摆的周期与摆球的质量有关 3.单摆的周期与摆长有关 实验方法： 控制变量法 教学过程 演示： 影响单摆周期的因素 教学过程 结论： 单摆做简谐运动的周期与摆长有关，摆长越长周期越大； 单摆的周期与摆球质量和振幅无关。 提问：单摆与摆长之间有什么定量关系呢？ 教学过程 活动5：探究单摆周与摆长之间的关系 结论： 巩固练习 例：一个理想单摆，已知其周期为T。如果由于某种原因（如转移到其他星球）自由落体变为原来的，它的周期变为多少？ 课堂小结 单 摆 1、单摆：理想化模型 2、单摆在摆角（θ< 3、影响单摆周期的因素： 单摆做简谐运动的周期与摆长有关，摆长越长 周期越大；单摆的周期与摆球质量和振幅无关。 4、周期 课后作业 完成P50课后习题 谢谢！ Lavf57.25.100 Lavf58.12.100 $