单摆范文10篇

（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。

教学过程：

1.贴近生活，引入课题

在日常生活中，经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内作摆动：摆钟摆锤的摆动，公园里小孩在荡秋千，起重机下货物的晃动……悬挂物体在竖直平面内做什么运动?摆钟是利用什么原理制作的?学习了“单摆”这节课后，我们就会明白了。

2.探究摆的振动周期

(1)提出问题

教师展示摆钟，引导学生观察摆锤的摆动和指针的变化，然后展示摆球、铁架台、细线等实验装置，演示摆球在竖直平面内的振动，引导学生注意观察摆球的往复运动。引导学生在观察、讨论中，联系往复运动表现出的运动周期性，提出问题：

教学过程：

1.贴近生活，引入课题

在日常生活中，经常可以看到悬挂起来的物体在竖直平面内作摆动：摆钟摆锤的摆动，公园里小孩在荡秋千，起重机下货物的晃动……悬挂物体在竖直平面内做什么运动?摆钟是利用什么原理制作的?学习了“单摆”这节课后，我们就会明白了。

2.探究摆的振动周期

(1)提出问题

教师展示摆钟，引导学生观察摆锤的摆动和指针的变化，然后展示摆球、铁架台、细线等实验装置，演示摆球在竖直平面内的振动，引导学生注意观察摆球的往复运动。引导学生在观察、讨论中，联系往复运动表现出的运动周期性，提出问题：

摘要：物理是高中阶段的重要主科科目，但学生却普遍认为物理这门学科较难，不愿意主动学习，这主要是由于物理属于科学范畴，且形式较为抽象化，学生的思维若不够敏捷很难掌握学习物理的技巧，这就要求高中物理教师将核心素养作为一切教学的基础，实验教学就是其中重要的组成部分。

关键词：核心素养;高中物理;实验教学;概念;重要性;方法

传统的物理实验教学相对来说比较偏向形式化，基本是由教师演示，学生模仿之后再总结实验结果的形式进行教学，但这种形式并不符合当今素质教育的基本政策，这就需要教师审时度势，根据新课改的新要求，体现学生学习主体地位，注重学生参与探究实验，而这一切都要基于物理的核心素养，因此，教师需要明确其重要性，并寻找优化物理实验教学的有效方式。

1高中物理核心素养的基本概念

1.1概念

高中物理教学主旨是在学生认知程度的基础上进一步提高学生的科学素养，由于高中学生即将面临人生中重要的转折点，而物理的难度相对来说较大，正确理解物理的基本内涵将有利于学生系统物理思维的建立，核心素养是在学生学习物理基本知识、物理操作技能，以及学习物理的有效方法和学习态度之上提出的为学生未来发展考虑的重要内容，核心素养强调顺应现代社会发展和实际生活运用，不仅是理论知识，还包括科学实践的过程，是学生综合素质提升的科学导向，由此可见，高中物理的核心素养是培养学生科学观和社会认知的决定性条件[1]。

物理学是一门实验科学，而我们目前的物理教学，基本上是停留在关于物理学的知识系统的归纳和理论体系的阐述上，就连物理实验本身的教学，也是按教材的分析按部就班地进行纯理论的讲解．其弊端是显而易见的，如果考查的实验不是教材所限的实验呢？

一、实验设计教学的必要性

1996年上海高考第四（5）题要求测定陶瓷管上均匀电阻膜的厚度，就属于设计型实验．但由于题目给出了全部实验器材和所有相关量，使实验定位在电阻或电阻率的测定上，又大大降低了实验难度，只属于局部设计型实验．无论命题者出于何种考虑，设计型实验毕竟半遮半掩地出现了，这多少给教学工作者提了个醒．

1．从小处着眼，加强实验设计教学

上海作为高考改革的试点城市，其成功的改革将为全国高考提供可能的改革方向，甚至一些新颖的题型和情境，都可能为全国高考所借鉴．如1996年全国高考第21题就是从1995年上海高考第一（5）题脱胎而来的．无疑上海高考关于实验设计的考查是又一个成功的改革举措，极有在全国推广的价值．而物理《考试说明》中要求“会用在这些实验中学过的实验方法”，也为实验设计的考查在全国的推广提供了可能．

2．从大处着眼，加强实验设计教学

传统教育在许多方面抹杀了学生的主观能动性和创造性，在教学过程中以教师向学生的知识灌输为中心，遵从“知识输入→知识储存→知识提取”这一不变主旋律，把学生仅仅看做是知识的储存器。学生的主动性、创造性得不到充分的发展，反而受到压抑。现在大力提倡创新教育，就要求教师转变教育观念，紧紧抓住以学生为主体这一教学特征，让学生学会思维，掌握处理实际问题的方法，培养学生分析问题、解决问题的能力，而不仅仅是让学生学习必要的物理基础知识。

在物理教学中的教学方法很多，而物理模型教学法可以说是其中很重要的一种方法。纵观物理学的发展史，模型方法在物理学的产生发展过程中发挥了重大的作用。物理学的发展史可以说是一个建立物理模型和用新的物理模型代替旧的物理模型的过程。物理学中的概念、规律和公式等几乎都是借助于物理模型进行抽象概括而来的。可以说，不了解和不掌握物理模型的方法，就学不好物理。

建立正确鲜明的物理模型本身就是重要的物理内容之一，它与相应的物理概念、规律现象相依托，它是物理教学的重要方法和有力的手段之一。同时了解物理模型的迁移和转化，对于物理逻辑的培养和学习能力的提高具有深远的影响，所以我们应充分重视物理教学中的物理模型教学法的作用。

下面，我们就针对在高中物理教学过程中出现的模型问题从三个方面进行讨论。

一、利用物理模型强化对物理知识的理解

在高中物理的学习中有很多容易混淆的概念和规律，我们如何区分这些知识对与我们理解和运用物理规律解决实际问题就有重要的指导作用。这里就针对力学的中的几种容易混淆的概念模型进行比较。

摘要：物理学是一门实验科学，而我们目前的物理教学，基本上是停留在关于物理学的知识系统的归纳和理论体系的阐述上，就连物理实验本身的教学，也是按教材的分析按部就班地进行纯理论的讲解．其弊端是显而易见的，如果考查的实验不是教材所限的实验呢？

一、实验设计教学的必要性

1996年上海高考第四（5）题要求测定陶瓷管上均匀电阻膜的厚度，就属于设计型实验．但由于题目给出了全部实验器材和所有相关量，使实验定位在电阻或电阻率的测定上，又大大降低了实验难度，只属于局部设计型实验．无论命题者出于何种考虑，设计型实验毕竟半遮半掩地出现了，这多少给教学工作者提了个醒．

1．从小处着眼，加强实验设计教学

上海作为高考改革的试点城市，其成功的改革将为全国高考提供可能的改革方向，甚至一些新颖的题型和情境，都可能为全国高考所借鉴．如1996年全国高考第21题就是从1995年上海高考第一（5）题脱胎而来的．无疑上海高考关于实验设计的考查是又一个成功的改革举措，极有在全国推广的价值．而物理《考试说明》中要求“会用在这些实验中学过的实验方法”，也为实验设计的考查在全国的推广提供了可能．

2．从大处着眼，加强实验设计教学

物理学科与其它各门学科一样，都有一系列作为理论出发点的基本概念，和由推理形式导出的定律理论。物理学在自己的发展过程中要求物理思维要有严密的逻辑性，要符合逻辑规律。物理思维的方法很多，这里仅就其中最典型的，最常用的比较法来结合物理学的实际来讨论。

一、比较法

“比较”是人们常用的思维方法，是找出事物之间的差异点和共同点的思维方法，通过事物间相同特征或相异特征的比较，提示事物的本质和区别。人们认识事物往往是从区别事物的本质特征开始的。而要区别就要有比较，有比较才有鉴别。事物之间在现象上和本质上都存在着同一性和差异性。现象上的同一和差异一般来说是容易识别的，而本质上的同一和差异就不那么容易识别。物理学中有许多物理思维和物理规律具有可比性，运用比较法可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解，尤其在复习课上运用，能使知识融会贯通，开拓学生的思维，并培养学生的知识迁移能力。在物理教学中，既要求学生找出差异性极大的物理现象或物理概念之间本质上的共同点，又要求学生找出表面上极为相似的物理现象和物理概念之间本质上的差异，在物理教学中运用比较法常有以下几种情况。

首先，是用“比较”引入新概念。有些物理概念间有许多相似之处，讲解一些概念之后，另一些概念可用比较法引入，使教学难度降低，并能把规律提示出来。例如：“动量”和“动能”这两个概念，它们都是用来描述机械运动的物理量，都是与物体质量和物体运动速度有关的物理量。这些是它们的共同点。然而，在本质上它们又有着质的差异，动量是以机械运动形式来量度机械运动的，动能是以机械运动转换为一定量的其它能量的能力来量度机械运动的。下面我们从物理学的角度来比较它们的差异。

1．动能：Ek=mv2标量；

动量：P=MV矢量；

物理学科与其它各门学科一样，都有一系列作为理论出发点的基本概念，和由推理形式导出的定律理论。物理学在自己的发展过程中要求物理思维要有严密的逻辑性，要符合逻辑规律。物理思维的方法很多，这里仅就其中最典型的，最常用的比较法来结合物理学的实际来讨论。

一、比较法

“比较”是人们常用的思维方法，是找出事物之间的差异点和共同点的思维方法，通过事物间相同特征或相异特征的比较，提示事物的本质和区别。人们认识事物往往是从区别事物的本质特征开始的。而要区别就要有比较，有比较才有鉴别。事物之间在现象上和本质上都存在着同一性和差异性。现象上的同一和差异一般来说是容易识别的，而本质上的同一和差异就不那么容易识别。物理学中有许多物理思维和物理规律具有可比性，运用比较法可帮助学生接受新概念并加深对概念的理解，尤其在复习课上运用，能使知识融会贯通，开拓学生的思维，并培养学生的知识迁移能力。在物理教学中，既要求学生找出差异性极大的物理现象或物理概念之间本质上的共同点，又要求学生找出表面上极为相似的物理现象和物理概念之间本质上的差异，在物理教学中运用比较法常有以下几种情况。

首先，是用“比较”引入新概念。有些物理概念间有许多相似之处，讲解一些概念之后，另一些概念可用比较法引入，使教学难度降低，并能把规律提示出来。例如：“动量”和“动能”这两个概念，它们都是用来描述机械运动的物理量，都是与物体质量和物体运动速度有关的物理量。这些是它们的共同点。然而，在本质上它们又有着质的差异，动量是以机械运动形式来量度机械运动的，动能是以机械运动转换为一定量的其它能量的能力来量度机械运动的。下面我们从物理学的角度来比较它们的差异。

1．动能：Ek=mv2标量；

动量：P=MV矢量；

一、促进学习任务的有效完成

小组合作学习有着很多教学优越性，其中很实际的一点就是合作学习能够促进一些学生单独无法完成的学习任务得以完成。有些学习过程，尤其是一些较为复杂的实验过程，往往需要几个同学共同合作才能够完成。大家只有在合作中各自完成自己的任务，整个实验才能够顺利的展开与推进，对于一些实验结果或者是问题的答案才能够更好的得出。对于这些需要发挥集体力量的教学活动教师可以有意识的加强学生间的小组合作，让学生们在任务完成的过程中更好的去体会和他人合作的方法，体会团队的力量，这也是学生自身的一种成长与收获。在“探究单摆的周期和哪些因素有关”的教学中，教师根据学生的猜想，分别让不同的小组去探究单摆的周期与摆球质量、摆长、振幅的关系。大家对实验过程和结果进行了交流：单摆的周期与摆球的质量和振幅无关，与摆长正相关。由于每个小组实验时摆长不同，接下来教师将不同小组测得的周期和摆长输入电脑并作出了l-T2图象，发现不同小组提供的数据所描出的点几乎在同一条直线上，并根据斜率的单位，猜想单摆的周期还与当地的重力加速度g有关。这个实验明显不是一个学生能够单独完成的，对于每一个影响因素的验证过程都需要借助小组的力量来共同实践。这充分说明了小组合作在很多教学活动中的显著优越性。这不仅让学生们感受到了合作的力量，也让学生在自己动手的过程中展开了对于知识的获取与吸收。

二、促进学生的全面发展

小组合作的另一个教学优势在于它能够促进学生的全面发展，能够让每一个层面的学生都有参与到物理教学中来的机会，并且让大家的各方面能力都能够得到提升。大部分教师在组织学生进行小组合作学习时在小组成员的设置中都会有意识的涵盖不同层面的学生。这就使得一个小组内既有那些基础扎实、能力很强的学生，也有那些基础一般、能力较弱的学生。这些学生在一起进行合作学习时必定能够很好的进行相互学习。能力较差的学生能够从能力很强的学生身上感受到很多东西，能力较强的学生也在过程中体验到了帮助与指导其他同学的方法。这对于大家都会是非常有益的收获，也促进了学生间友谊的构建。在进行“游标卡尺的读数”的教学过程中，总有一些同学已经掌握，而另一部分同学则尚未完全理解。这时教师可以有意识的组织学生进行小组合作学习，可让已经理解的同学担任小组长，将全班分成若干小组，进行相互交流。最后教师采用抽查的方式进行检查，如果哪位同学还不能正确读数，这位同学所在的小组将不能获得表扬。这充分体现了小组合作学习在促进学生综合发展时可以起到的辅助。小组合作学习还给学生创造了更多的表达和交流机会，有利于学生的全面发展。此外，合作就会产生竞争，课堂中的良性竞争必将活跃课堂氛围，呈现出你追我赶的生动场面，这将会很好的促进大家对于教学内容的理解与记忆。

三、合理创设合作学习模式

想要让小组合作学习在高中物理教学中收获更好的教学成效，这需要教师在合作学习模式的创设上注重方法。尽量给小组内每一个成员都分配学习任务，这样才能够让大家都活跃起来，参与到知识探究中来。同时，要增强学生间的交流合作，要让学生有意识的将小组视为一个集体，并且意识到每一个人都是小组内成员。只有大家齐心协力才能够达到最后的目标，最终取得好的成绩。在进行设计电路图的小组合作中，首先要求小组内成员自己完成电路图的设计，并连接好电路以检验其是否符合设计要求，最后进行小组展示。一声“开始”，大家七手八脚地忙碌起来，展示结束，下课铃响。反思这一教学设计，出现多数人看热闹的尴尬局面是不可避免的。教师原想通过合作学习促进学生的发散思维，激发学生自主学习的兴趣，却明显存在指导缺位的现象。因此，教师对于合作学习的过程与模式要有更为合理的设计，要让小组内的每一个成员都发挥自己的效用，这才是更为高效的小组合作教学。结语在高中物理课程的教学中，小组合作教学能够发挥很多显著的优越性。首先，合作学习的过程能够促进学习任务更好的得以完成。同时，小组合作学习能够让每一个学生都有参与到课堂教学的机会，并且促进学生的全面发展。此外，教师要合理的设计小组合作的教学模式，要让小组内的每一个成员都发挥自己的效用，这才是更为高效的小组合作教学。