（浙江新高考專用版）2024-2025學(xué)年高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 4 單擺教學(xué)實(shí)錄 新人教版選修3-4

（浙江新高考專用版）2024-2025學(xué)年高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)4單擺教學(xué)實(shí)錄新人教版選修3-4課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、課程基本信息1.課程名稱：《機(jī)械振動(dòng)》

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)，1班

3.授課時(shí)間：2024年10月20日星期五第2節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，通過單擺運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解周期性現(xiàn)象，發(fā)展邏輯推理和模型建立的能力。

2.強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，通過實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析能力。

3.提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在技術(shù)和社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和責(zé)任感。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-理解單擺周期公式T=2π√(L/g)的推導(dǎo)過程，包括擺長(zhǎng)L、重力加速度g對(duì)周期的影響。

-掌握單擺運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，能夠運(yùn)用周期公式計(jì)算單擺在不同條件下的運(yùn)動(dòng)周期。

-理解單擺運(yùn)動(dòng)中的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特性，包括回復(fù)力和位移的關(guān)系。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-單擺周期公式中參數(shù)L和g的物理意義及在實(shí)際問題中的應(yīng)用，學(xué)生可能難以理解L的測(cè)量和g的取值。

-單擺運(yùn)動(dòng)中，非簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的識(shí)別和簡(jiǎn)化處理，學(xué)生可能難以從復(fù)雜運(yùn)動(dòng)中抽象出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征。

-單擺振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，擺角較小的情況下，周期公式才成立，學(xué)生需要理解擺角增大的影響和實(shí)驗(yàn)誤差的來源。四、教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示，首先講解單擺的基本原理和周期公式，然后通過實(shí)驗(yàn)展示單擺運(yùn)動(dòng)。

2.設(shè)計(jì)小組討論活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上分析單擺周期與擺長(zhǎng)、擺角的關(guān)系，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)和批判性思維。

3.利用多媒體教學(xué)工具展示單擺運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫，幫助學(xué)生直觀理解周期公式和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。

4.安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)際測(cè)量和計(jì)算，通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)探究能力和數(shù)據(jù)處理能力。五、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課

1.老師說：同學(xué)們，今天我們要學(xué)習(xí)的是高中物理選修3-4中的第十一章“機(jī)械振動(dòng)”中的“單擺”。在日常生活中，你們有沒有觀察到類似單擺的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象呢？

2.學(xué)生分享：比如鐘擺、秋千等。

3.老師總結(jié)：這些都是單擺的實(shí)例，它們?cè)谡駝?dòng)過程中具有一定的周期性。今天，我們就來探究單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，揭開周期性現(xiàn)象的神秘面紗。

（二）新課講授

1.老師講解單擺的定義：?jiǎn)螖[是由一個(gè)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球組成的，其運(yùn)動(dòng)軌跡近似為圓弧。

2.老師介紹單擺的周期公式：T=2π√(L/g)，其中T為周期，L為擺長(zhǎng)，g為重力加速度。

3.老師引導(dǎo)學(xué)生分析周期公式，理解擺長(zhǎng)L和重力加速度g對(duì)周期的影響。

4.老師講解單擺運(yùn)動(dòng)中的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特性，包括回復(fù)力和位移的關(guān)系。

5.老師舉例說明單擺周期公式在實(shí)際問題中的應(yīng)用，如計(jì)算鐘擺的周期、設(shè)計(jì)秋千等。

6.老師通過多媒體展示單擺運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫，幫助學(xué)生直觀理解周期公式和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。

（三）課堂練習(xí)

1.老師布置練習(xí)題：計(jì)算一個(gè)擺長(zhǎng)為1m的單擺，在地球表面（g=9.8m/s2）上的周期是多少？

2.學(xué)生獨(dú)立完成練習(xí)題，并舉手展示答案。

3.老師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的答案，講解正確解題思路。

（四）小組討論

1.老師提出討論問題：在實(shí)驗(yàn)中，如何測(cè)量單擺的周期？如何減小實(shí)驗(yàn)誤差？

2.學(xué)生分組討論，每組推選一名代表分享討論結(jié)果。

3.老師總結(jié)討論內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。

（五）實(shí)驗(yàn)演示

1.老師進(jìn)行單擺實(shí)驗(yàn)演示，展示單擺的振動(dòng)過程。

2.學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考實(shí)驗(yàn)原理。

3.老師講解實(shí)驗(yàn)過程中需要注意的細(xì)節(jié)，如擺角的控制、測(cè)量時(shí)間的準(zhǔn)確性等。

（六）課堂小結(jié)

1.老師總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容：?jiǎn)螖[的定義、周期公式、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特性及實(shí)際應(yīng)用。

2.老師強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提醒學(xué)生在課后復(fù)習(xí)和鞏固。

3.老師布置課后作業(yè)：完成課本中的相關(guān)練習(xí)題，思考單擺周期公式在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

（七）課后反思

1.老師回顧本節(jié)課的教學(xué)過程，分析教學(xué)效果。

2.老師反思教學(xué)方法，思考如何改進(jìn)教學(xué)策略，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.老師鼓勵(lì)學(xué)生在課后積極提問，共同探討物理問題。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-單擺的歷史與應(yīng)用：介紹單擺的發(fā)明者、歷史背景以及在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生活中的應(yīng)用，如擺鐘、地震儀等。

-單擺的數(shù)學(xué)推導(dǎo)：提供單擺周期公式的詳細(xì)推導(dǎo)過程，包括擺動(dòng)角度較小時(shí)的近似處理和物理公式的應(yīng)用。

-單擺的物理意義：探討單擺振動(dòng)在物理學(xué)中的重要性，如對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的理解、對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的研究等。

-單擺實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：介紹單擺實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法，如使用數(shù)字計(jì)時(shí)器提高測(cè)量精度、采用激光測(cè)距技術(shù)等。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過閱讀相關(guān)的科普書籍或?qū)W術(shù)論文，深入了解單擺的歷史和科學(xué)意義。

-鼓勵(lì)學(xué)生嘗試自己設(shè)計(jì)單擺實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)際操作來驗(yàn)證周期公式，并探索實(shí)驗(yàn)誤差的來源和減小方法。

-建議學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源查找有關(guān)單擺的動(dòng)畫或視頻，通過視覺輔助理解單擺的運(yùn)動(dòng)過程。

-組織學(xué)生進(jìn)行小組研究，探討單擺在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，如單擺式傳感器、單擺式計(jì)時(shí)器等。

-安排學(xué)生進(jìn)行課后閱讀，了解單擺振動(dòng)在物理學(xué)其他領(lǐng)域中的應(yīng)用，如量子力學(xué)中的單擺模型。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)的科學(xué)展覽，展示他們關(guān)于單擺的研究成果，提高科學(xué)交流能力。

-建議學(xué)生通過在線論壇或社交媒體，與其他學(xué)生對(duì)單擺的學(xué)習(xí)進(jìn)行交流和討論，拓寬視野。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①單擺的定義與特性

-定義：?jiǎn)螖[是由不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球組成的，其運(yùn)動(dòng)軌跡近似為圓弧。

-特性：?jiǎn)螖[的運(yùn)動(dòng)是周期性的，具有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特性。

②單擺的周期公式

-公式：T=2π√(L/g)

-參數(shù)：T為周期，L為擺長(zhǎng)，g為重力加速度。

-公式推導(dǎo)：通過物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出。

③單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特性

-回復(fù)力：?jiǎn)螖[的回復(fù)力與位移成正比，方向指向平衡位置。

-位移：?jiǎn)螖[的位移是指擺球離開平衡位置的距離。

-角度：擺球偏離平衡位置的角度，通常用θ表示。

④單擺的實(shí)際應(yīng)用

-鐘擺：利用單擺的周期性制作鐘表。

-地震儀：利用單擺的穩(wěn)定性檢測(cè)地震波。

-單擺式傳感器：利用單擺的振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)量。

⑤單擺實(shí)驗(yàn)

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證單擺周期公式，探究擺長(zhǎng)、擺角對(duì)周期的影響。

-實(shí)驗(yàn)步驟：搭建實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量擺長(zhǎng)、擺角，記錄擺球運(yùn)動(dòng)周期。

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

⑥單擺的誤差分析

-測(cè)量誤差：擺長(zhǎng)、擺角、計(jì)時(shí)等測(cè)量過程中的誤差。

-系統(tǒng)誤差：實(shí)驗(yàn)裝置、環(huán)境等因素引起的誤差。

-隨機(jī)誤差：不可預(yù)測(cè)的誤差，可通過多次實(shí)驗(yàn)減小。八、教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了單擺的相關(guān)知識(shí)。在回顧整個(gè)教學(xué)過程時(shí)，我覺得有幾個(gè)方面值得我反思和總結(jié)。

首先，我在教學(xué)方法上做了一些嘗試。我采用了講授法結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示的方式，這樣既能讓學(xué)生理解理論知識(shí)，又能通過實(shí)驗(yàn)直觀地感受單擺的運(yùn)動(dòng)。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對(duì)于單擺的定義和周期公式理解得比較好，但在實(shí)際應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)操作上還存在一些困難。這說明我在教學(xué)過程中需要更加注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)際操作中加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

在教學(xué)策略上，我設(shè)計(jì)了小組討論和課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和動(dòng)手能力。通過小組討論，學(xué)生們能夠互相學(xué)習(xí)，共同解決問題。然而，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生不太善于表達(dá)自己的觀點(diǎn)，導(dǎo)致討論效果不佳。今后，我會(huì)在小組討論環(huán)節(jié)中，更多地鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，培養(yǎng)他們的表達(dá)能力。

在課堂管理方面，我注意到了一些問題。比如，在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，有些學(xué)生過于興奮，影響了其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)。這讓我意識(shí)到，在今后的教學(xué)中，我需要更加注重課堂紀(jì)律，確保每個(gè)學(xué)生都能專心學(xué)習(xí)。

至于教學(xué)效果，我認(rèn)為總體上是不錯(cuò)的。學(xué)生們對(duì)于單擺的定義、周期公式和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特性有了較為清晰的認(rèn)識(shí)。在實(shí)驗(yàn)操作方面，雖然存在一些問題，但大部分學(xué)生還是能夠完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在情感態(tài)度方面，學(xué)生們對(duì)物理學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，這對(duì)于他們今后的學(xué)習(xí)是非常有益的。

當(dāng)然，也存在一些不足之處。首先，部分學(xué)生在理解周期公式時(shí)存在困難，這說明我在講解過程中可能沒有充分考慮到學(xué)生的接受能力。其次，實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)的紀(jì)律管理有待加強(qiáng)。針對(duì)這些問題，我提出以下改進(jìn)措施：

1.在講解周期公式時(shí)，我會(huì)采用更直觀的例子，幫助學(xué)生理解公式的含義和應(yīng)用。

2.在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，我會(huì)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的紀(jì)律教育，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

3.在課堂管理上，我會(huì)更加關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，采取相應(yīng)的教學(xué)策略。

4.鼓勵(lì)學(xué)生多參與課堂討論，提高他們的表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

今天我們學(xué)習(xí)了單擺的相關(guān)知識(shí)，主要內(nèi)容包括單擺的定義、周期公式以及簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特性。以下是本節(jié)課的要點(diǎn)總結(jié)：

1.單擺的定義：?jiǎn)螖[是由不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球組成的，其運(yùn)動(dòng)軌跡近似為圓弧。

2.單擺的周期公式：T=2π√(L/g)，其中T為周期，L為擺長(zhǎng)，g為重力加速度。

3.單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特性：?jiǎn)螖[的回復(fù)力與位移成正比，方向指向平衡位置；擺球偏離平衡位置的角度θ較小。

4.單擺的實(shí)際應(yīng)用：鐘擺、地震儀、單擺式傳感器等。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.單選題

-