单摆实验报告（汇总4篇）

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证明单摆是简谐运动【第一篇】

物理单摆优秀教案

一、教学目标：

通过本节课的复习，进一步熟悉有关单摆的知识，能够熟练利用单摆的知识解决实际问题。

二、重点难点：

1、理解单摆在摆角很小（如不大于10）情况下，其振动是简谐运动。

2、单摆模型的应用。

三、教学方法：

复习提问，课件演示，讲练结合

四、教学过程

（一）知识回顾

（1）什么是单摆？

（2）单摆振动的回复力来源于什么？单摆做简谐运动的条件是什么？

（3）知道单摆的周期和什么有关？单摆振动的周期公式怎样？

（4）演示课件《单摆》，增加学生的直观感受。

（二）例题精讲

例1. 如下图所示，用两根长度都为L的绳线悬挂一个小球A，绳与水平方向的夹角为α，使球A垂直于纸面作摆角小于5°的摆动，当它经过平衡位置的 瞬间，另一小球B从A球的正上方自由下落，并能击中A球，则B球下落的高度

是。

分析解答：球A垂直于纸面作摆角小于5°的摆动，球A的运动是简谐振动，

摆长为Lsinα，周期为T?2?0l。球B做自由落体运动，下落时间为t，下落g

高度h=12gt。当球A经过平衡位置的瞬间，B球开始下落，B球若能击中A球，B球下落时2

间应为A球做简谐振动半周期的整数倍，即t=nT/2。则n?Lsin2h? 解出B球距Agg

球的高度h=122npLsinα(n=1、2、3…) 2

点评：振动的周期性表现在它振动的状态每隔一个周期的时间重复出现，因此在讨论某一状态出现的时间时，要注意它的多值性，并会用数学方法表示。如本题中单摆小球从平衡位置出发再回到平衡位置的时间是半周期整数倍的一系列值。

例2. 若单摆的摆长不变，摆角小于5°，摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置的速度减小为原来的1/2，则单摆的振动（ ）

A. 频率不变，振幅不变B. 频率不变，振幅改变 C. 频率改变，振幅改变D. 频率改变，振幅不变

分析解答：单摆的周期T=，与摆球质量和振幅

无关，只与摆长L和重力加速度g有关。当摆长L和重力加速

度g不变时，T不变，频率f也不变。选项C、D错误。单摆

振动过程中机械能守恒。如图5所示，摆球在极限位置A的重力势能等于摆球运动到平衡位置的动能，即mgL(1－cosθ)= mυ /2，υ=

增大，α减小，振幅A减小，选项B正确。

(三) 课堂练习

1、单摆的周期在下列何种情况时会增大

A、增大摆球质量B、减小摆长 C、把单摆从赤道移到北极 D、把单摆从海平面移到高山

2、甲乙两单摆，同时做简谐运动，甲完成10次全振动时，乙完成25次全振动，若乙的摆长为1m，则甲的`摆长为__________。

3、一单摆摆长为98cm，t=0时开始从平衡位置向右运动，则当t=时，下列关于单摆运动的描述正确的是（）

A.正向左做减速运动，加速度正在增大B.正向左做加速运动，加速度正在减小

C.正向右做减速运动，加速度正在增大D.正向右做加速运动，加速度正在增大

（四） 能力训练

4、某学生利用单摆测定本地的重力加速度，他考虑了若干方案，其中正确的是（）

A、测出单摆的振幅，摆长和振动周期

B、测出单摆的摆角、摆球的质量和振动的振幅

C、摆角只要小于5°，其实际角度不必测量，但需测出单摆的摆长和振动周期

D、必须测出摆角大小，摆长和振动周期

5、某学生利用单摆测定重力加速度，测得摆球的直径是，悬线长是，振动30次所需时间为，则测得的重力加速度值等于__________cm/s。 22，当υ减小为υ/2

时，

6、一单摆的摆长为，当地的重力加速度为/s，试求这个单摆的周期。如果将这个单摆放到月球上，月球的重力加速度是地球的倍，其他条件不变，那么这个单摆在月球上的周期变为多少？

（五） 学习本节内容应注意的问题：

①周期T与振幅、摆球质量无关，只与摆长L和所处地点重力加速度g有关。 ②单摆的摆长L是指悬挂点到摆球球心间的距离。 2

参考答案

1、D

2、 3、A 4、C

5、、2s，5s

物理单摆优秀教案【第二篇】

单摆研究的论文

[摘要]单摆演示实验仪是中学物理教学中的常用实验仪。由于摩擦等外界阻力的作用，普通单摆的小球摆动一段时间后会停下来。永不停息单摆是用间歇电磁力来周期地加速摆球的特殊单摆，是综合力学原理和电磁学原理进行创新研制而成的。

[关键词]单摆间歇电磁力周期加速不停息摆动

（一）原理和设计构想

大学物理演示实验中，单摆实验仪器的摆角一般应小于5度。从力学原理上讲，单摆在不受外界影响的情况下，应以简谐振动的方式永不停息地摆动下去，根据受力分析，作为单摆的小球，重力沿绳子方向的分力和绳子弹力的合力提供小球做圆周运动的向心力，沿运动轨迹切线方向的分力不断做功实现动能和势能的相互转化，导致小球做周期性不停止的。摆动；然而，实际上，由于受到各种阻力因素的影响，单摆实际上是在做阻尼振动，阻力做功消耗了摆球的机械能，最终使摆球停止在平衡位置。甚至合外力不全在竖直平面内时，还会作其他摆动，如做圆锥摆动等。

经过试验探索发现，用周期等于单摆摆动周期的间歇电磁力来驱动单摆时，磁场可以补充摆动过程中损失的能量，致使单摆永不停息地摆动下去，并且还发现本仪器兼有傅科摆的演示效果，即摆动到一定的时间后可明显观察到由于地球自转产生的摆平面出现的偏转角。

（二）实验仪电路及工作原理

1.实验仪的电路组成。

本实验仪电器控制电路包括两个电路部分：1-弱电控制单元，2-电磁力驱动单元，如图1所示。

1-弱电控制单元的组成：铜环与电磁继电器串联后接入到12V直流电路中；

2-电磁力驱动单元的组成：电磁铁的电磁线圈与开关S1、电磁继电器的触头和指示灯顺序串联后，接入220V的交流电路中。

2.其工作原理是：闭合开关S1，同时使摆球摆动起来。在每个摆动周期内，球在两个最高点时，吊球的铜丝与铜环接触的瞬间电磁继电器接通，使电磁铁通电产生一个瞬时的磁场力。当小球离开最高点时，磁力随即消失，这样使得小球在每次回摆时受到外加电磁力的驱动，获得补充能量来克服外界阻力产生的影响，从而使小球永不停息地摆动下去。电路指示灯工作过程是，开关S1闭合，电磁继电器接通，电磁铁回路接通，指示灯亮；否则，指示灯熄灭。

（三）实验仪结构示意图

实验仪结构示意图如图2所示：(1)12V直流电源；(2)12V电源接线柱；(3)工作指示灯；(4)交流电源接线柱；(5)保险丝；(6)带指示灯开关；(7)单摆小球；(8)铜丝制摆线；(9)铜环；(10)固定架；(11)导线；(12)底座。

实验仪线路连接：直流电源的正负接线柱接装置的两个接线柱，电源接线柱接220V交流电。

（四）功能特点及效果分析

1.实验仪的功能特点。

（1）集“单摆演示、电磁力驱动演示、傅科摆演示和弱电控制强电演示”于一体，且演示效果显著。

（2）集“力、电、磁”知识于一身，知识含量丰富，趣味性强，能很好地激发同学们探索科学的兴趣。是一种很好的“综合性、探索性、创新性”演示实验。

（3）采用低压弱电控制高压强电，把强电路放在装置内部，低压控制电路置于操作区，使实验仪器具有很好的安全性。

2.实验仪注意事项及演示效果分析。

（1）实验开始时最好在铜丝上镀一层锡，这样铜丝与铜环的接触效果会更好，实验现象的明显度也会大大提高。

（2）换重一些摆球不仅会使接触效果增强，还会增加实验现象的明显度。

（3）每个周期内，铜丝与铜环接触两次，电磁继电器的衔铁也将被吸合、释放两次，指示灯也同步闪亮两次、演示效果明显。

单摆的说课稿【第三篇】

一． 说教材

1． 教材分析

教科版高中《物理》选修（3—4）第一章第2节的内容。本节内容是简谐运动的实例应用，是高考的常考点，既是本章的核心内容，又是教学重点。

2． 学情分析

此时的高中学生同已经形成了一定抽象思维过渡，而本节内容又主要以抽象的理想化物理模型来进行理解，结合学生的实际情况，只要老师合理运用多种教学方法和手段，激发学生的学习兴趣，学生完全有能力完成本节内容的学习。

3． 教学目标

知识与技能：

1.知道什么是单摆；

2.理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动；

3.知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算；

过程与方法：

1.通过单摆的教学，知道单摆是一种理想化的系统，学会用理想化的方法建立物理模型；

2.通过单摆做简谐运动条件的学习，体会用近似处理方法来解决物理问题；

3.通过研究单摆的周期，掌握用控制变量法来研究物理问题；

4.培养学生的观察实验能力、思维能力。

情感态度和价值观：

1.通过介绍科学家的情况，激发学生发现知识，热爱科学的热情；鼓励学生像科学家那样不怕困难，善于发现，勇于创造。

4． 教学中的重点和难点

重点：1. 知道单摆的回复力；

2. 单摆的周期公式。

难点：1.单摆做简谐运动的条件——摆角小于或等于5°时的振动；

2.单摆振动的周期与什么有关。

突破的方法：通过课堂实验和课件演示以及巩固练习来突破重难点，同时引导学生自主学习。

二． 教法和学法

本次课主要采用探究式综合教学法配以活动参与创设情景、旧知回顾温故知新、最后自主探究获得新知，学生的学法主要为游戏活动法和自主探究法，让学生在自主探究活动中发现问题、思考问题、解决问题。

三． 教学过程

（－）创设情景 引入课题

首先复习提问：

什么是简谐运动？物体做简谐运动需要满足什么条件？巩固前面学过的知识，有助于学生后面理解单摆做简谐运动的条件

接着由生活实例引入：

吊灯被风吹后，会如何运动？

日常生活中，我们经常看到悬挂起来的物体在竖直面内往复运动，让学生举一些具体的例子；从实际问题引入，再通过联想、建模，使学生感到物理所研究的对象不是凭空想象出来的，是来源于生活实际，客观世界。

过渡：如何把复杂的实际问题简化呢？

现在研究一种简单的情况。——出示单摆装置

（二）实际分析 新课教学

在引入过后，提出单摆模型，通过构建理想建模，对学生进行物理思想和科学的思维方法培养

[演示]单摆振动。通过演示实验和课件展示，让学生从观察和思考中去归纳出单摆振动的特点，从而对单摆振动的规律有一些定性的了解。同时观察单摆运动，思考单摆运动具有什么特点？

引出单摆做机械振动，必然受到回复力的作用，引导学生对单摆的回复力进行分析。得到F=-k x，并在里得到这个前提是偏角小于或等于5°，这里采用近似思想，并告诉学生这种思想运用到很多方面，引导学生自己学会这种方法。突破了第一个教学难点，及第一个教学重点。

接着探究单摆做简谐运动的周期

首先给学生演示奇妙的摆浪，让学生观察思考摆浪呈现不同图案的原因，通过分析得到周期与摆长有一定的关系，并引导学生思考，设计实验自主探究单摆与摆长之间的关系，即测量不同摆长的单摆的周期并绘图得到周期与摆长的关系为周期与摆长的二次根成正比，启发学生思考，让学生主动参与学习过程，充分发挥学生自我学习的积极性。接着再让学生思考，单摆的周期还有什么有关呢？接着讲述有什么关系呢？物理学家惠更斯经过研究，在大量可靠的实验基础上，经过一系列的理论推导和证明得到，单摆的周期还与g的二次根成反比，并给出单摆的周期公式为：

突破了第二个教学难点及第二个教学重点。

(三) 学以致用 课后延展

在学了以上知识后，向学生提问：不改变摆浪上的任何东西，将摆浪从我们现在的位置拿到拿到g不同的地方会怎样？

（四）温故知新 课堂小结 先组织学生回顾小结，以便学生系统掌握所学知识。

接着让同学完成书中“练习与评价”环节的例题，对所学知识进行巩固。

这是我的板书设计。

以上内容就是我的说课，谢谢大家！

单摆的说课稿【第四篇】

一． 教材分析

1． 教材的地位和作用

《单摆》是司南版高中《物理》选修（3—4）第一章第3节的内容。本节内容是简谐运动的实例应用，是高考的常考点，既是本章的核心内容，又是教学重点。 2． 教材的特点

本节教材先从实际生活中各种各样的摆，例如秋千，挂钟等抽象出单摆，通过对单摆的运动和受力分析，使学生掌握单摆做简谐运动的条件。设计探究性实验，让学生探究单摆的周期，最后设计分组实验，让学生懂得如何利用单摆测重力加速度，并提出周期的应用。

依据教材特点及学生知识基础，本节课在教学设计时突出以下几个特点： 1）重视实验：通过实验设疑、解疑，充分体现了物理是以实验为基础的学科，体现科学实验是揭示自然规律的重要方法和手段。

2）重视多媒体辅助教学手段的运用：运用多媒体展示直观的生活实例，动态分析受力，出示练习，可提高课堂教学的效率。

3）注重对学生进行物理研究方法的指导：如控制变量法。

4）充分发挥学生的主体作用：通过实验探索、设问点拨，创设问题情境，引导学生积极参与，激发学习兴趣，活跃课堂气氛，使学生始终保持积极探索的学习心态。

5）层次分明：这节课的程序是：（1）通过对生活实例的分析及实验观察，建立单摆模型；（2）结合单摆运动状态分析其受力，理论证明单摆的振动是简谐运动；（3）实验探究单摆的周期受哪些因素的影响，并得出周期公式，最后提出周期的应用。

3． 教学目标 知识与技能：

1.知道什么是单摆；

2.理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动；

3.知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算；

4.知道用单摆可测定重力加速度。 过程与方法：

1.通过单摆的教学，知道单摆是一种理想化的系统，学会用理想化的方法建立物理模型；

2.通过单摆做简谐运动条件的学习，体会用近似处理方法来解决物理问题； 3.通过研究单摆的周期，掌握用控制变量法来研究物理问题； 4.培养学生的观察实验能力、思维能力。 情感态度和价值观：

1.单摆在小角度情况下做简谐运动，它既有简谐运动的共性，又有其特殊性，理解共性和个性的概念； 2. 通过介绍科学家的情况，激发学生发现知识，热爱科学的热情；鼓励学生像科学家那样不怕困难，善于发现，勇于创造。 4． 教学中的重点和难点

重点：1. 知道单摆的回复力的来源；

2. 单摆的周期公式。

难点：1.单摆做简谐运动的条件——摆角小于或等于5°时的振动；

2.单摆振动的回复力的来源； 3.单摆振动的周期与什么有关。

突破的方法：通过课堂实验和课件演示以及巩固练习来突破重难点，同时引导学生看书自主学习。 二． 教法和学法

1.关于单摆的构成的教学——采用问题教学法进行。

2.关于单摆的振动，单摆回复力的教学——采用分析归纳法、推理法进行。 3.关于单摆在摆角很小时做简谐运动的证明——采用数学公式推导法进行。 4.关于单摆周期的教学——采用实验探究的方法进行。

教学中创设物理情景教师边演示边提问，学生边观察边思考，引导学生来探索规律并让学生试着自己得出结论。一改过去教师讲，学生被动接受的局面，最大限度地调动学生积极参与教学活动，教师可给予恰当的思维点拨。采用：“复习提问——直观演示——分析讨论——揭示规律——巩固知识”并辅以现代教育教学手段等多种形式的综合启发式教学。

对学生来说，重要的是让他们学会学习，“教是为了不教”，让他们掌握获取新知

识的过程和方法，养成良好的科学素养。因此在学习过程中，要让学生主动参与、乐于探究、善于思考、勤于动手，注重搜集和处理信息，获取新知识学会解决问题。采用：“提取旧知识——积极思维——实验探索——构建新知——巩固深化”的学法。

与以往传统教学相比，本节课重视实验及多媒体辅助教学手段的运用，注重对学生进行物理学研究方法的教育，充分发挥学生的主体作用，体现了师生互动的新课程理念。

在教学过程中，要善于发现和利用周围事物及生活现象这些宝贵的教学资源。适当对学生的学习过程进行评价，适当评价他们的学习态度，在思考和讨论问题中表现

出来的积极性及合作交流的意识。并通过学生回答问题和解决问题的情况，分析学生掌握知识的程度。