“單擺”探究式教學設計
②制定計劃
實驗器材：支架，線，盛砂漏斗，硬紙板，砂。
實驗步驟：把翻斗吊在支架上（擺長較長），下方放一塊硬紙板.紙板上畫一條直線，漏斗靜止不動時正好在直線的正上方。在漏斗里裝滿砂，讓漏斗擺動，同時沿著跟擺動垂直的方向勻速拉動硬紙板，在偏角不同時進行實驗，觀察流砂在紙上形成的圖像。（可能有學生會提出用墨汁，彩色水代替砂；用蘸有墨汁的毛筆頭、針筒代替漏斗做實驗）
（4）實驗探究
學生分組（4人1組）實驗，邊觀察邊記錄，將實驗結果填入
（5）交流、評估
分析圖象
偏角由6°→10°的圖像逐漸接近余弦（或正弦）曲線。
在偏角較大時單擺的振動圖像不是簡諧運動圖像，這時單擺的振動不是簡諧運動。
在偏角很小時單擺的振動圖象是簡諧運動圖像，這時單擺的振動是否一定是簡諧運動？下面進一步作理論探究。
理論推導
讀讀議議：學生閱讀、討論課文上的內容，教師巡視指導并隨時解惑。
使擺球偏離平衡位里，然后放開，擺球就在重力和拉力的作用下在一個圓弧上來回運動。重力沿懸線方向的分力和懸線的拉力的合力，方向指向圓心，成為擺球沿圃弧運動的向心力，只改變擺球運動的方向。不改變運動的快慢。
因此，在研究單擺振動的回復力時不需要考慮向心力，只考慮重力沿圓弧切線方向的分力。在偏角b很小時圓弧可以近似地，成直線，分力f可以近似地著作沿這條直線作用，單擺的回復力為。其中為擺長，x為常數。
可見，只有在偏角很小時，擺球在線性回復力的作用下運動，單擺的振動才很好地符合簡諧運動力的特征，才能視為簡諧運動。
討論評估
猜想①：從片面的現象分析問題得出結論，沒有把握問題的主要方面來全面、辯證地分析實驗現象。
猜想②：是正確的。要判定某一振動是否是簡諧運動要看它是否具有簡諧運動的特征。在偏角很小時，單擺振動的回復力既可看成重力沿圓扳切線方向的分力也可看成重力跟懸線的合力沿圓弧切線方向的分力，跟位移成正比且方向相反，單擺的振動很好地符合簡諧運動的力的特征，可視為簡諧運動。
猜想③：有一定的道理。振動周期不變只是簡諧運動的表觀特征，而一切周期性振動都有這種表觀特征。根據彈簧振子的振動特點去猜想還要經過實踐和理論檢驗。
4.歸納總結
閱讀課本，介紹荷蘭物理學家惠更斯研究單擺振動的成果�；莞估脭[的等時性發明了鐘擺的計時器。
結論：單擺在偏角很小的情況下做簡諧運動，力的特征：f=-kx。單擺做簡諧運動的周期跟擺長的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟擺錘的質量、振幅無關，這時單擺振動周期公式為。
點評：教學中，在激發學生刻苦學習、追求真理、樹立為科學獻身的精神的同時，還要培養學生尊重科學、實事求是、一絲不茍的科學態度。
5.應用擴展
問題：怎樣利用單擺脫測出當地的重力加速度？
學生討論，介紹測量方法�！�
6.總結方法
在擺的振動周期和單擺脫振動性質的研究中，實際上運用了解決實際問題的一種方法：提出問題→進行猜想→設計實驗→實驗探究→交流評估。
7.課題研究
（1）單擺是一種理想化模型。在水平面上放置的光滑圓弧形軌道上的小球作小幅度運動，可等效成單擺模型，怎樣測定它的運動周期？
（2）擺鐘誤差問題分析：機械擺鐘可看作單擺脫處理。擺鐘“走時”的誤差是由于擺鐘的振動周期偏大或偏小引起擺鐘指針指示的時刻與真實的時刻不相符。擺鐘由地面移到高山或由北京移到上海，擺鐘“走時”是否發生誤差？怎樣調整？