2021年教师资格证（高中）《物理学科知识与教学能力》考试题库-（高中）物理学科知识与教学能力-2021年教师资格证《（高中）物理学科知识与教学能力》预测试卷一-

职业资格-教师资格证

5-阅读材料，根据要求完成教学设计。材料：如图所示为高中物理某版本教材“单摆”一节中“单摆是否是简谐运动”的探究实验。演示：如图11．4-2．细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器向下喷出细细的一束墨水。沿着与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张白纸，白纸上的墨迹便画出振动图像(x-t图像)。注射器的摆动是不是简谐运动任务：(1)这个演示实验可用于什么物理知识的教学(4分)(2)用此实验设计一个教学片段，帮助学生理解与该现象相关的物理知识。(8分)

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我个人认为这个应该是：(1)这个演示实验可用于探究单摆运动的图像.性质。
(2)师：刚才我们已经学习了单摆的定义，也可以看到单摆摆动时摆球在做振动。那么单摆的这种运动，是不是简谐运动呢在研究这个问题之前，谁能回想一下什么样的运动是简谐运动呢
生：如果质点的位移和时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像是正弦曲线．这样的振动叫作简谐振动。
师：很好，这位同学掌握得非常好，我们要判定单摆的摆动是不是正弦曲线。看下面这个实验，细线下边悬挂一个除去柱塞的注射器，注射器能往下喷细细的一束墨水，这样就组成一个近似的单摆。沿与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张白纸，用它模拟时间轴，这样就能画出单摆的振动图像：大家仔细观察它的振动图像。
生：单摆的振动图像是正弦。
师：很好，通过这个实验，我们看到振动的图像是正弦曲线：一般来说，只靠观察来判断是不严谨的，我们要研究单摆是不是简谐运动，还需要严密地计算，要看这种振动不是满足简谐振动的性质。谁能说一下简谐振动的性质
生：简谐振动的回复力为
师：很好，那我们只需要验证在运动的过程中。看回复力是否是那好大家先对这个运动选取一个普通点(不要是最低点没有代表性)做受力分析，找找看哪一个力是回复力，怎么表示的。
生：重力的切线方向分力
师：对，很好。那现在大家讨论下什么情况下可以看作简谐运动。
生：在偏角很小时，摆球对于0点的位移x的大小，与θ角所对应的弧长.与θ角所对的弦近似相等，因而所以单摆的回复力为
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解析：(1)这个演示实验可用于探究单摆运动的图像.性质。
(2)师：刚才我们已经学习了单摆的定义，也可以看到单摆摆动时摆球在做振动。那么单摆的这种运动，是不是简谐运动呢在研究这个问题之前，谁能回想一下什么样的运动是简谐运动呢
生：如果质点的位移和时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像是正弦曲线．这样的振动叫作简谐振动。
师：很好，这位同学掌握得非常好，我们要判定单摆的摆动是不是正弦曲线。看下面这个实验，细线下边悬挂一个除去柱塞的注射器，注射器能往下喷细细的一束墨水，这样就组成一个近似的单摆。沿与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张白纸，用它模拟时间轴，这样就能画出单摆的振动图像：大家仔细观察它的振动图像。
生：单摆的振动图像是正弦。
师：很好，通过这个实验，我们看到振动的图像是正弦曲线：一般来说，只靠观察来判断是不严谨的，我们要研究单摆是不是简谐运动，还需要严密地计算，要看这种振动不是满足简谐振动的性质。谁能说一下简谐振动的性质
生：简谐振动的回复力为
师：很好，那我们只需要验证在运动的过程中。看回复力是否是那好大家先对这个运动选取一个普通点(不要是最低点没有代表性)做受力分析，找找看哪一个力是回复力，怎么表示的。
生：重力的切线方向分力
师：对，很好。那现在大家讨论下什么情况下可以看作简谐运动。
生：在偏角很小时，摆球对于0点的位移x的大小，与θ角所对应的弧长.与θ角所对的弦近似相等，因而所以单摆的回复力为