單擺范文10篇

（一）原理和設計構(gòu)想

大學物理演示實驗中，單擺實驗儀器的擺角一般應小于5度。從力學原理上講，單擺在不受外界影響的情況下，應以簡諧振動的方式永不停息地擺動下去，根據(jù)受力分析，作為單擺的小球，重力沿繩子方向的分力和繩子彈力的合力提供小球做圓周運動的向心力，沿運動軌跡切線方向的分力不斷做功實現(xiàn)動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，導致小球做周期性不停止的擺動；然而，實際上，由于受到各種阻力因素的影響，單擺實際上是在做阻尼振動，阻力做功消耗了擺球的機械能，最終使擺球停止在平衡位置。甚至合外力不全在豎直平面內(nèi)時，還會作其他擺動，如做圓錐擺動等。

經(jīng)過試驗探索發(fā)現(xiàn)，用周期等于單擺擺動周期的間歇電磁力來驅(qū)動單擺時，磁場可以補充擺動過程中損失的能量，致使單擺永不停息地擺動下去，并且還發(fā)現(xiàn)本儀器兼有傅科擺的演示效果，即擺動到一定的時間后可明顯觀察到由于地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的擺平面出現(xiàn)的偏轉(zhuǎn)角。

（二）實驗儀電路及工作原理

1.實驗儀的電路組成。

本實驗儀電器控制電路包括兩個電路部分：1-弱電控制單元，2-電磁力驅(qū)動單元，如圖1所示。

教學過程：

1.貼近生活，引入課題

在日常生活中，經(jīng)?？梢钥吹綉覓炱饋淼奈矬w在豎直平面內(nèi)作擺動：擺鐘擺錘的擺動，公園里小孩在蕩秋千，起重機下貨物的晃動……懸掛物體在豎直平面內(nèi)做什么運動?擺鐘是利用什么原理制作的?學習了“單擺”這節(jié)課后，我們就會明白了。

2.探究擺的振動周期

(1)提出問題

教師展示擺鐘，引導學生觀察擺錘的擺動和指針的變化，然后展示擺球、鐵架臺、細線等實驗裝置，演示擺球在豎直平面內(nèi)的振動，引導學生注意觀察擺球的往復運動。引導學生在觀察、討論中，聯(lián)系往復運動表現(xiàn)出的運動周期性，提出問題：

教學過程：

1.貼近生活，引入課題

在日常生活中，經(jīng)?？梢钥吹綉覓炱饋淼奈矬w在豎直平面內(nèi)作擺動：擺鐘擺錘的擺動，公園里小孩在蕩秋千，起重機下貨物的晃動……懸掛物體在豎直平面內(nèi)做什么運動?擺鐘是利用什么原理制作的?學習了“單擺”這節(jié)課后，我們就會明白了。

2.探究擺的振動周期

(1)提出問題

教師展示擺鐘，引導學生觀察擺錘的擺動和指針的變化，然后展示擺球、鐵架臺、細線等實驗裝置，演示擺球在豎直平面內(nèi)的振動，引導學生注意觀察擺球的往復運動。引導學生在觀察、討論中，聯(lián)系往復運動表現(xiàn)出的運動周期性，提出問題：

摘要：物理是高中階段的重要主科科目，但學生卻普遍認為物理這門學科較難，不愿意主動學習，這主要是由于物理屬于科學范疇，且形式較為抽象化，學生的思維若不夠敏捷很難掌握學習物理的技巧，這就要求高中物理教師將核心素養(yǎng)作為一切教學的基礎，實驗教學就是其中重要的組成部分。

關鍵詞：核心素養(yǎng);高中物理;實驗教學;概念;重要性;方法

傳統(tǒng)的物理實驗教學相對來說比較偏向形式化，基本是由教師演示，學生模仿之后再總結(jié)實驗結(jié)果的形式進行教學，但這種形式并不符合當今素質(zhì)教育的基本政策，這就需要教師審時度勢，根據(jù)新課改的新要求，體現(xiàn)學生學習主體地位，注重學生參與探究實驗，而這一切都要基于物理的核心素養(yǎng)，因此，教師需要明確其重要性，并尋找優(yōu)化物理實驗教學的有效方式。

1高中物理核心素養(yǎng)的基本概念

1.1概念

高中物理教學主旨是在學生認知程度的基礎上進一步提高學生的科學素養(yǎng)，由于高中學生即將面臨人生中重要的轉(zhuǎn)折點，而物理的難度相對來說較大，正確理解物理的基本內(nèi)涵將有利于學生系統(tǒng)物理思維的建立，核心素養(yǎng)是在學生學習物理基本知識、物理操作技能，以及學習物理的有效方法和學習態(tài)度之上提出的為學生未來發(fā)展考慮的重要內(nèi)容，核心素養(yǎng)強調(diào)順應現(xiàn)代社會發(fā)展和實際生活運用，不僅是理論知識，還包括科學實踐的過程，是學生綜合素質(zhì)提升的科學導向，由此可見，高中物理的核心素養(yǎng)是培養(yǎng)學生科學觀和社會認知的決定性條件[1]。

物理學是一門實驗科學，而我們目前的物理教學，基本上是停留在關于物理學的知識系統(tǒng)的歸納和理論體系的闡述上，就連物理實驗本身的教學，也是按教材的分析按部就班地進行純理論的講解．其弊端是顯而易見的，如果考查的實驗不是教材所限的實驗呢？

一、實驗設計教學的必要性

1996年上海高考第四（5）題要求測定陶瓷管上均勻電阻膜的厚度，就屬于設計型實驗．但由于題目給出了全部實驗器材和所有相關量，使實驗定位在電阻或電阻率的測定上，又大大降低了實驗難度，只屬于局部設計型實驗．無論命題者出于何種考慮，設計型實驗畢竟半遮半掩地出現(xiàn)了，這多少給教學工作者提了個醒．

1．從小處著眼，加強實驗設計教學

上海作為高考改革的試點城市，其成功的改革將為全國高考提供可能的改革方向，甚至一些新穎的題型和情境，都可能為全國高考所借鑒．如1996年全國高考第21題就是從1995年上海高考第一（5）題脫胎而來的．無疑上海高考關于實驗設計的考查是又一個成功的改革舉措，極有在全國推廣的價值．而物理《考試說明》中要求“會用在這些實驗中學過的實驗方法”，也為實驗設計的考查在全國的推廣提供了可能．

2．從大處著眼，加強實驗設計教學

傳統(tǒng)教育在許多方面抹殺了學生的主觀能動性和創(chuàng)造性，在教學過程中以教師向?qū)W生的知識灌輸為中心，遵從“知識輸入→知識儲存→知識提取”這一不變主旋律，把學生僅僅看做是知識的儲存器。學生的主動性、創(chuàng)造性得不到充分的發(fā)展，反而受到壓抑。現(xiàn)在大力提倡創(chuàng)新教育，就要求教師轉(zhuǎn)變教育觀念，緊緊抓住以學生為主體這一教學特征，讓學生學會思維，掌握處理實際問題的方法，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，而不僅僅是讓學生學習必要的物理基礎知識。

在物理教學中的教學方法很多，而物理模型教學法可以說是其中很重要的一種方法?？v觀物理學的發(fā)展史，模型方法在物理學的產(chǎn)生發(fā)展過程中發(fā)揮了重大的作用。物理學的發(fā)展史可以說是一個建立物理模型和用新的物理模型代替舊的物理模型的過程。物理學中的概念、規(guī)律和公式等幾乎都是借助于物理模型進行抽象概括而來的。可以說，不了解和不掌握物理模型的方法，就學不好物理。

建立正確鮮明的物理模型本身就是重要的物理內(nèi)容之一，它與相應的物理概念、規(guī)律現(xiàn)象相依托，它是物理教學的重要方法和有力的手段之一。同時了解物理模型的遷移和轉(zhuǎn)化，對于物理邏輯的培養(yǎng)和學習能力的提高具有深遠的影響，所以我們應充分重視物理教學中的物理模型教學法的作用。

下面，我們就針對在高中物理教學過程中出現(xiàn)的模型問題從三個方面進行討論。

一、利用物理模型強化對物理知識的理解

在高中物理的學習中有很多容易混淆的概念和規(guī)律，我們?nèi)绾螀^(qū)分這些知識對與我們理解和運用物理規(guī)律解決實際問題就有重要的指導作用。這里就針對力學的中的幾種容易混淆的概念模型進行比較。

摘要：物理學是一門實驗科學，而我們目前的物理教學，基本上是停留在關于物理學的知識系統(tǒng)的歸納和理論體系的闡述上，就連物理實驗本身的教學，也是按教材的分析按部就班地進行純理論的講解．其弊端是顯而易見的，如果考查的實驗不是教材所限的實驗呢？

一、實驗設計教學的必要性

1996年上海高考第四（5）題要求測定陶瓷管上均勻電阻膜的厚度，就屬于設計型實驗．但由于題目給出了全部實驗器材和所有相關量，使實驗定位在電阻或電阻率的測定上，又大大降低了實驗難度，只屬于局部設計型實驗．無論命題者出于何種考慮，設計型實驗畢竟半遮半掩地出現(xiàn)了，這多少給教學工作者提了個醒．

1．從小處著眼，加強實驗設計教學

上海作為高考改革的試點城市，其成功的改革將為全國高考提供可能的改革方向，甚至一些新穎的題型和情境，都可能為全國高考所借鑒．如1996年全國高考第21題就是從1995年上海高考第一（5）題脫胎而來的．無疑上海高考關于實驗設計的考查是又一個成功的改革舉措，極有在全國推廣的價值．而物理《考試說明》中要求“會用在這些實驗中學過的實驗方法”，也為實驗設計的考查在全國的推廣提供了可能．

2．從大處著眼，加強實驗設計教學

物理學科與其它各門學科一樣，都有一系列作為理論出發(fā)點的基本概念，和由推理形式導出的定律理論。物理學在自己的發(fā)展過程中要求物理思維要有嚴密的邏輯性，要符合邏輯規(guī)律。物理思維的方法很多，這里僅就其中最典型的，最常用的比較法來結(jié)合物理學的實際來討論。

一、比較法

“比較”是人們常用的思維方法，是找出事物之間的差異點和共同點的思維方法，通過事物間相同特征或相異特征的比較，提示事物的本質(zhì)和區(qū)別。人們認識事物往往是從區(qū)別事物的本質(zhì)特征開始的。而要區(qū)別就要有比較，有比較才有鑒別。事物之間在現(xiàn)象上和本質(zhì)上都存在著同一性和差異性?，F(xiàn)象上的同一和差異一般來說是容易識別的，而本質(zhì)上的同一和差異就不那么容易識別。物理學中有許多物理思維和物理規(guī)律具有可比性，運用比較法可幫助學生接受新概念并加深對概念的理解，尤其在復習課上運用，能使知識融會貫通，開拓學生的思維，并培養(yǎng)學生的知識遷移能力。在物理教學中，既要求學生找出差異性極大的物理現(xiàn)象或物理概念之間本質(zhì)上的共同點，又要求學生找出表面上極為相似的物理現(xiàn)象和物理概念之間本質(zhì)上的差異，在物理教學中運用比較法常有以下幾種情況。

首先，是用“比較”引入新概念。有些物理概念間有許多相似之處，講解一些概念之后，另一些概念可用比較法引入，使教學難度降低，并能把規(guī)律提示出來。例如：“動量”和“動能”這兩個概念，它們都是用來描述機械運動的物理量，都是與物體質(zhì)量和物體運動速度有關的物理量。這些是它們的共同點。然而，在本質(zhì)上它們又有著質(zhì)的差異，動量是以機械運動形式來量度機械運動的，動能是以機械運動轉(zhuǎn)換為一定量的其它能量的能力來量度機械運動的。下面我們從物理學的角度來比較它們的差異。

1．動能：Ek=mv2標量；

動量：P=MV矢量；

物理學科與其它各門學科一樣，都有一系列作為理論出發(fā)點的基本概念，和由推理形式導出的定律理論。物理學在自己的發(fā)展過程中要求物理思維要有嚴密的邏輯性，要符合邏輯規(guī)律。物理思維的方法很多，這里僅就其中最典型的，最常用的比較法來結(jié)合物理學的實際來討論。

一、比較法

“比較”是人們常用的思維方法，是找出事物之間的差異點和共同點的思維方法，通過事物間相同特征或相異特征的比較，提示事物的本質(zhì)和區(qū)別。人們認識事物往往是從區(qū)別事物的本質(zhì)特征開始的。而要區(qū)別就要有比較，有比較才有鑒別。事物之間在現(xiàn)象上和本質(zhì)上都存在著同一性和差異性?，F(xiàn)象上的同一和差異一般來說是容易識別的，而本質(zhì)上的同一和差異就不那么容易識別。物理學中有許多物理思維和物理規(guī)律具有可比性，運用比較法可幫助學生接受新概念并加深對概念的理解，尤其在復習課上運用，能使知識融會貫通，開拓學生的思維，并培養(yǎng)學生的知識遷移能力。在物理教學中，既要求學生找出差異性極大的物理現(xiàn)象或物理概念之間本質(zhì)上的共同點，又要求學生找出表面上極為相似的物理現(xiàn)象和物理概念之間本質(zhì)上的差異，在物理教學中運用比較法常有以下幾種情況。

首先，是用“比較”引入新概念。有些物理概念間有許多相似之處，講解一些概念之后，另一些概念可用比較法引入，使教學難度降低，并能把規(guī)律提示出來。例如：“動量”和“動能”這兩個概念，它們都是用來描述機械運動的物理量，都是與物體質(zhì)量和物體運動速度有關的物理量。這些是它們的共同點。然而，在本質(zhì)上它們又有著質(zhì)的差異，動量是以機械運動形式來量度機械運動的，動能是以機械運動轉(zhuǎn)換為一定量的其它能量的能力來量度機械運動的。下面我們從物理學的角度來比較它們的差異。

1．動能：Ek=mv2標量；

動量：P=MV矢量；

一、促進學習任務的有效完成

小組合作學習有著很多教學優(yōu)越性，其中很實際的一點就是合作學習能夠促進一些學生單獨無法完成的學習任務得以完成。有些學習過程，尤其是一些較為復雜的實驗過程，往往需要幾個同學共同合作才能夠完成。大家只有在合作中各自完成自己的任務，整個實驗才能夠順利的展開與推進，對于一些實驗結(jié)果或者是問題的答案才能夠更好的得出。對于這些需要發(fā)揮集體力量的教學活動教師可以有意識的加強學生間的小組合作，讓學生們在任務完成的過程中更好的去體會和他人合作的方法，體會團隊的力量，這也是學生自身的一種成長與收獲。在“探究單擺的周期和哪些因素有關”的教學中，教師根據(jù)學生的猜想，分別讓不同的小組去探究單擺的周期與擺球質(zhì)量、擺長、振幅的關系。大家對實驗過程和結(jié)果進行了交流：單擺的周期與擺球的質(zhì)量和振幅無關，與擺長正相關。由于每個小組實驗時擺長不同，接下來教師將不同小組測得的周期和擺長輸入電腦并作出了l-T2圖象，發(fā)現(xiàn)不同小組提供的數(shù)據(jù)所描出的點幾乎在同一條直線上，并根據(jù)斜率的單位，猜想單擺的周期還與當?shù)氐闹亓铀俣萭有關。這個實驗明顯不是一個學生能夠單獨完成的，對于每一個影響因素的驗證過程都需要借助小組的力量來共同實踐。這充分說明了小組合作在很多教學活動中的顯著優(yōu)越性。這不僅讓學生們感受到了合作的力量，也讓學生在自己動手的過程中展開了對于知識的獲取與吸收。

二、促進學生的全面發(fā)展

小組合作的另一個教學優(yōu)勢在于它能夠促進學生的全面發(fā)展，能夠讓每一個層面的學生都有參與到物理教學中來的機會，并且讓大家的各方面能力都能夠得到提升。大部分教師在組織學生進行小組合作學習時在小組成員的設置中都會有意識的涵蓋不同層面的學生。這就使得一個小組內(nèi)既有那些基礎扎實、能力很強的學生，也有那些基礎一般、能力較弱的學生。這些學生在一起進行合作學習時必定能夠很好的進行相互學習。能力較差的學生能夠從能力很強的學生身上感受到很多東西，能力較強的學生也在過程中體驗到了幫助與指導其他同學的方法。這對于大家都會是非常有益的收獲，也促進了學生間友誼的構(gòu)建。在進行“游標卡尺的讀數(shù)”的教學過程中，總有一些同學已經(jīng)掌握，而另一部分同學則尚未完全理解。這時教師可以有意識的組織學生進行小組合作學習，可讓已經(jīng)理解的同學擔任小組長，將全班分成若干小組，進行相互交流。最后教師采用抽查的方式進行檢查，如果哪位同學還不能正確讀數(shù)，這位同學所在的小組將不能獲得表揚。這充分體現(xiàn)了小組合作學習在促進學生綜合發(fā)展時可以起到的輔助。小組合作學習還給學生創(chuàng)造了更多的表達和交流機會，有利于學生的全面發(fā)展。此外，合作就會產(chǎn)生競爭，課堂中的良性競爭必將活躍課堂氛圍，呈現(xiàn)出你追我趕的生動場面，這將會很好的促進大家對于教學內(nèi)容的理解與記憶。

三、合理創(chuàng)設合作學習模式

想要讓小組合作學習在高中物理教學中收獲更好的教學成效，這需要教師在合作學習模式的創(chuàng)設上注重方法。盡量給小組內(nèi)每一個成員都分配學習任務，這樣才能夠讓大家都活躍起來，參與到知識探究中來。同時，要增強學生間的交流合作，要讓學生有意識的將小組視為一個集體，并且意識到每一個人都是小組內(nèi)成員。只有大家齊心協(xié)力才能夠達到最后的目標，最終取得好的成績。在進行設計電路圖的小組合作中，首先要求小組內(nèi)成員自己完成電路圖的設計，并連接好電路以檢驗其是否符合設計要求，最后進行小組展示。一聲“開始”，大家七手八腳地忙碌起來，展示結(jié)束，下課鈴響。反思這一教學設計，出現(xiàn)多數(shù)人看熱鬧的尷尬局面是不可避免的。教師原想通過合作學習促進學生的發(fā)散思維，激發(fā)學生自主學習的興趣，卻明顯存在指導缺位的現(xiàn)象。因此，教師對于合作學習的過程與模式要有更為合理的設計，要讓小組內(nèi)的每一個成員都發(fā)揮自己的效用，這才是更為高效的小組合作教學。結(jié)語在高中物理課程的教學中，小組合作教學能夠發(fā)揮很多顯著的優(yōu)越性。首先，合作學習的過程能夠促進學習任務更好的得以完成。同時，小組合作學習能夠讓每一個學生都有參與到課堂教學的機會，并且促進學生的全面發(fā)展。此外，教師要合理的設計小組合作的教學模式，要讓小組內(nèi)的每一個成員都發(fā)揮自己的效用，這才是更為高效的小組合作教學。