单摆实验学案

实验：用单摆测定重力加速度【学在课前】：

一、如何测定重力加速度

1、如何用自由落体规律测定加速度？

2、如何用匀变速直线运动规律测定加速度？

3、如何用单摆测定重力加速度？

二、学生预习实验：用单摆测定重力加速度

1、实验目的是什么？

2、用单摆测量重力加速度是根据什么物理关系？

重力加速度的计算式是怎样的？

3、该实验需要测量哪些量？

各用什么测量工具？

4、单摆应选用什么样的球？

什么样的线？

线长度应当在什么范围内？

5、怎样保证小球的摆动是简谐运动？

6、测量摆长用什么测量工具？

线：

球：

7、怎样测量单摆周期？

从何处开始计时？

到何处停止计时？

8、秒表怎样读数？

短针怎样读数？

长针怎样读数？

要不要估读？

【实验报告】 时间： 年 月 日

地点：物理实验室3

同组人：

一、目的：学会用单摆测定重力加速度。

二、原理：在偏角小于5°情况下，单摆近似做简谐运动，其周期g

L

T π

2=，由此可得重力加速度2

24T L

g π=，测出摆长L 、周期T ，代入上式，可算出g 值。

三、器材：1m 多长的细线，带孔的小铁球，带铁夹的铁架台，米尺，秒表。 四、步骤：

1、做单摆：取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上。

2、用米尺量出摆线长 ，准确到毫米，用游标卡尺测摆球直径 。

3、把单摆从平衡位置拉开一个角度（ ）放开它，使之在同一竖直平面内做简谐运动，用秒表测量单摆完成 次（30～50次）全振动所用的时间 。

4、把测得的物理量的数值代入测量式 ，求出重力加速度的值 。

5、变更摆长，重做几次实验，最后求出重力加速度 的平均值。

六、结果：由实验测得本地重力加速度值为 ___________m/s 2. 上海地区重力加速度标准值g 0=9.794m/s 2

【实验研究报告】

1、选择摆球和摆线有什么要求？

2、组装单摆要注意什么？

3、为什么先组装单摆，再量摆长？摆长怎么测？

4、单摆的简谐运动的条件？如何操作可以满足这个条件？

5、何处计时开始、何处结束为好？为什么？

6、秒表的使用中要注意哪些问题？计时有什么好方法？

7、实验中误差的原因有哪些？带来误差的最大因素是什么？

8、为减小误差有什么好的建议？

9、请根据实验需要设计记录表格（全体必选）

10、除了公式法测重力加速度，你还有什么好方法？做一个简单的描述。

单摆测重力加速度

上海市**中学 ***

一、教学目的 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：

（1）通过探究重力加速度的测量方法，提高思维能力 （2）通过探究实验方法，培养学生动手能力。 3、情感态度与价值观

（1）通过探究和设计活动，培养学生的合作精神、分享意识、积极参与的意识。 （2）培养学生实事求是、精益求精、锲而不舍的探索精神。 二、教学重点与难点 1、重点：

（1）探究思想、探究过程、探究方法的渗透。

（2）测定地球表面附近重力加速度方案的获得过程。 （3）会用单摆精确的测定重力加速度。 2、难点：

（1）将学生的学习方式由被动接受转变为主动的探究。 （2）实验课的有序运营。 三、实验器材

①球心开有小孔的小金属球 ②长度大于1米的细线 ③铁夹 ④铁架台 ⑤秒表

四、教学过程 （一）、实验准备

1、实验目的：用单摆测定当地重力加速度

2、实验原理：

单摆做简谐运动时，其周期为g

l

T π

2=，故有224T l g π=，因此测出单摆的

摆长和振动周期T ，就可以求出当地的重力加速度的数值。

3、实验器材：

带孔小钢球一个，约1m 长的线绳一条，铁架台、米尺、秒表； 4、实验步骤：

①做单摆：取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上。

②用米尺量出悬线长l ，准确到毫米，利用已知小球半径，则摆长为l+r 。

③把单摆从平衡位置拉开一个角度放开它，用秒摆测量单摆完成30次全振动（或50次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。

④把测得的周期和摆长的数值代入公式22

4T

l

g π=，求出重力加速度g 的值来。

⑤改变摆长，反复测量三次，再算出重力加速度的的平均值。 （二）尝试实验

1、选择给出课题进行专项实验研究

2、交流汇报研究成果

3、形成科学的实验方法 （三）规范实验

1、完成正确规范的实验操作

2、得出当地重力加速度的测量数值

3、比较实际测量和真实值之间的差值，分析造成误差的原因。 （四）巩固提高

例题讨论 （五）实验改进

1、数据处理的图像法

2、引入DIS 实验手段 （六）课堂小结 （七）作业布置

教学设计思路

课程标准总目标中对学生在科学探究方面提出了要求：学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决这些问题。

“用单摆测重力加速度”。让学生对原理、方法、步骤、表格设计经历一次理论探究的过程。另外对实验中的具体细节问题，放手让学生研究完成，一改过去的做广播操现象，极大地提高学生的研究能力、动手能力。让学生在科学探究中，构建“知识目标”、形成“科学观念”、领悟“科学研究方法”、提升“科学探究能力”。