单摆测重力加速度教案

用单摆测重力加速度教案一、教学目的1、知识与技能 （1）、学生学会用单摆测定当地的重力加速度；（2）、让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以及对新科技新技术的应用。（4）、巩固和加深对单摆周期公式的理解.2、过程与方法：（1）学生发散思维、探究重力加速度的测量方法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分析数据，得出实验结论。这一条探究之路。（2）学习用累积法减小相对误差的方法.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。二、教学重点与难点1、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。2、难点：（1）计时的准确性。（2）计数的准确性。三、实验器材球心开有小孔的小金属球长度大于1米的细尼龙线铁夹铁架台游标卡尺米尺秒表、光电门及显示器四、教学过程（一）引入：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/s2，显然跟我们普遍认知的月球上重力加速度约为1.6m/s2有较大偏差。那么，除了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？1、物体作自由落体运动；2、物体从光滑的斜面上由静止下滑；3、弹簧测力计与天平：4、用打点计时器5、用圆锥摆6、万有引力（二）实验探究：1、实验目的：用单摆测定当地重力加速度；会使用秒表、游标卡尺。问题1、用单摆测量重力加速度是根据什么物理原理？重力加速度的计算式是怎样的？问题2、该实验需要测量哪些量？计算出来的重力加速度是几位有效数字？2、实验原理：根据单摆周期公式T=2，得：g=。据此，只要测得摆长和周期即可算出当地的重力加速度g（三位）。问题3、单摆应选用什么样的球？为什么？CA、空心乒乓球 B、实心泡沫球 C、直径2cm铁球 D、直径4cm铁球问题4、什么样的线？为什么？DA、粗棉线 B、粗弹簧 C、细橡皮筋 D、细棉线问题5、线长度应当在什么范围内？为什么？CA、1cm B、10cm C、1m D、10m问题6、测量周期用什么测量工具？为什么？怎样读数？BA、时钟 B、秒表 C、打点计时器问题7、测量摆长用什么测量工具？为什么？怎样读数？ABA、米尺 B、游标卡尺 C、螺旋测微器3、实验器材：球心开有小孔的小金属球长度大于1米的细尼龙线铁夹铁架台游标卡尺米尺秒表问题8、怎样保证小球的摆动是简谐运动？如何保证摆动过程中摆长不变？如何保证摆角小于5（10）？问题9、怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？如何对振动次数计数？问题10、秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？4、实验步骤：(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，参考实验步骤：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，并固定在铁架台上；用米尺量出悬线长l准确到毫米，用游标卡尺测摆球直径d，算出半径r，也准确到毫米，算出摆长L=l+r；把单摆从平衡位置拉开一个角度（10o）放开它，用秒表测量单摆完成30次全振动（过平衡位置61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。T=t/n（计时和计数再用光电门和手机秒表）；把测得的周期和摆长的数值代入公式g=，求出重力加速度g的值来改变摆长，重做几次实验。求g的平均值。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)g123平均值：_5、注意事项：选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm；单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑，摆长改变的现象；注意摆动时摆角不能过大（10o）；摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆；为减小记时误差，采用倒数计数法，即当摆球经过平衡位置时开始计数，“3，2，1，0，1，2，3”数“0”时开始计时，数到“60”停止计时，则摆球全振动30次，T=t/30。计时从平衡位置开始是因为此处摆球的速度最大，人在判定它经过此位置的时刻，产生的计时误差较小。6、结论与误差分析：1、g偏大：2、g偏小：五、教学反思学生根据老师提供的器材，按照实验要求，合理选择器材，自己设计实验方案、测量的主要步骤及需要测量的物理量。题：用实验室提供的下列器材：不同材料的摆球，长100cm至120cm的摆线若干，带铁夹的铁夹台，秒表，米尺，游标卡尺，量角器，测量本地区的重力加速度。（l）简要说明实验方案的设计思路；（2）简要说明测量的主要步骤与需要测量的物理量；（3）用已知量和测得量表示重力加速度的计算式；（4）通过测得量计算重力加速度的平均值。引伸1：用作图法计算重力加速度：引伸2：若实验室提供的摆球是不规则的，你怎样测量。采用以上方法进行教学，有利于学生积极思考，发挥学生的主体作用；有利于发展学生智力，培养能力；可克服传统演示实验的弊病，使学生获得发现知识的实验基础，享受科学实验的成果，进而鼓励同学立志去努力发现，探索物质运动的奥秘。六、实验创新1、应用光电门计数，让实验计数更加清晰和准确，还可以让学生体会和感受新科技新技术给生活生产带来的便利，更好的激励学生努力学习。2、先用机械秒表计时，再用手机秒表计时，两者进行对比，让学生感受科技带来的好处。既让学生学会了如何读数，也让学生感受了科技发展的作用，再次激励学习努力学习，激发学习物理的兴趣。