单摆测量重力加速度教案
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用单摆测重力加速度
一、 教学任务分析
高一学生已经学习了自由落体运动,
了解了重力加速度的概念; 本章前几节又学习了
简谐运动,研究了单摆的振动周期, 知道周期公式以及成立的条件。知识背景充足。我认为 这一节课一是
让学生加深对单摆简谐运动的理解和认识, 二是培养学生实验技能, 加强学生
的科学素养,这才是这一节课最重要的目的。 二、 教学目标 1、 知识与技能
(1) 、使学生学会用单摆测定当地的重力加速度; (2) 、使学生学会处理数据的方法; (3) 、让学生能正确熟练地使用秒表。 2、 过程与方法
学生发散思维、探究重力加速度的测量方法一一明确本实验的测量原理——组织实验器 材、探究实验步骤——进行实验一一分析数据,得出实验结论。这一条探究之路。 3、 情感态度与价值观
(1) 、通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。
(2) 、通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。
三、 教学重点与难点
重点:1. 了解单摆的构成。
2. 单摆的周期公式。
3. 处理数据的方法。
难点: 1.计时的准确性。
2. 计数的准确性。
四、 教学资源:
长约一米的细丝线、通过球心开有小孔的金属球、 带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、秒
表。多媒体。 五、 教学设计思路
本设计的基本思路是:
第一,通过计时时刻的确定(以最低点速度最快时为计时起点)
、推导用单摆测重力
度)及单摆做简谐运动的条件(在一个平面内运动且摆角小于
50)。
第二,通过探讨测量加速度的方法, 编写实验步骤时要指明器材、 方法和公式;根据 实验原理确
定器材、通过测定摆球直径了解有效数字和精确度的匹配;
通过测量30-50次全
振动的时间确定周期以减小偶然误差; 数据处理的两种方法平均法和图像法; 试着分析实验 误^^。
第三,用分组探究、分析讨论的方法使学生深刻体会、经历实验的过程,让学生明白 做什么,为什
么这样做,
这样做的误差在哪里,做一个实验的设计者和操作者,而不是旁观
者和执行者。切实提高学生的实验技能,
培养他们对物理实验的热情和素养。
最后让学生利
用课堂学到的实验技能写出用打点计时器测重力加速度的实验报告,加以巩固和提高。
加速度的公式(
g=
42L
T 2
)、摆球的要求 (重且小)、摆长的确定(从球重心到悬点的长
六、教学流程
1 .教学主要环节 本节课可分为三个主要的教学环节。 第一环节,复习背景知识和实例,弓I 入新课
第二环节,通过对分析实验原理,探讨实验过程中需要注意的点。 第三环节,通过习题进行课堂反馈。 2、教学流程图
3 •板书设计
重力加速度的测量 方法一:测力计和天平
理论
方法二:自由落体 T= 2
\g
4 2
方法三:单摆
g 厂L
T 2
方法四:万有引力 七、教案示例 1. 情景引人
美国阿波罗计划是人类历史上的一个壮举, 人类首次踏上了地球之外的天体。 但是有人
质疑整个计划可能是场骗局。 其中质疑之一就是某段录像中, 根据人下落的距离和所用的时
间,得到当地的重力加速度为约
6.8m/s 2,显然跟我们普遍认知的月球上重力加速度约为 2
1.6m/s 有较大偏差。那么, 这种通过自由落体运动,还有哪些方法可以测量当地的重力加
速度呢?
2、 进行科学探究
(1)提出问题
让学生给出单摆测量加速度的理论原理。 (2)探讨研究 分组探讨下列问题
1) 如何保证摆动过程中摆长不变? 2) 小球摆到何处时开始计时? 3) 如何对振动次数计数? 4) 如何保证摆角小于 5°?
T 2
T= 2
3、进行实验
(1 )、根据讨论结果,各组编写实验步骤(强调编写步骤中要指明器材、方法、公式),设计表格
(2 )、出示参考实验步骤,表格,并放用单摆测重力加速度实验的录像。实验步骤:①做单摆,并固定在铁架台上;
②用米尺量出悬线长I,用米尺和三角板测出摆球直径d,算出摆长L=l+d/2 ;
③使单摆在冋一平面内小角度摆动,从最低点开始计时,用秒表测出n次(一
般30-50次)全振动的时间
t , 计算出周期T=t/n
④改变摆长,重做几次实验。
⑤整理器材。
参考表格:
次数摆长L (米)振动次数n (次) 时间t(秒)周期T(秒)g 1
2
3
平均值:_____________
4 •误差分析以及课堂反馈问题一:
某同学测定的g数值比公认值大,可能的情况是?
如果g偏小呢?问题二:
一位同学用单摆做测定重力加速度的实验,他将摆挂起后,进行了如下存在遗漏或错误
的步骤,请指出这些步骤的字母并改正:
1.测摆长L,用米尺量出摆线的长度 I。
2.测周期T:将摆线拉起,然后放开,在摆球某次通过最低点时,按下秒表柄头开始计时,同时将此次通过最低
点作为第一次。
3.接着一直数到第60次通过最低点时,按秒表柄头停止计时,读出这段时间t,算出
T=t/60。pp
4.将所测得的I和T代入T 2 J-算出g作为实验的最后结果写入实验报告中去。
g
问题三:
为了提高实验精度,在实验中科改变几次摆长,并测出对应周期T,从而得出I与T的
数据,如表所示。描出 T2— I图线。通过图线求当地重力加速度g= ________
序号摆长(m)T2(s2)
1 0.600 2.47
2 0.650 2.67
3 0.700 2.88
4 0.750 3.08
5 0.800 3.29
6 0.850 3.49