单摆测重力加速度教案.doc

(完整word)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
①球心开有小孔的小金属球
②长度大于1米的细尼龙线
③铁夹
④铁架台
⑤游标卡尺
⑥米尺
⑦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=2π，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？C
A、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？D
A、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？C
A、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？B
A、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?AB
A、米尺 B、游标卡尺 C、螺旋测微器
3、实验器材：①球心开有小孔的小金属球②长度大于1米的细尼龙线③铁夹④铁架台⑤游标卡尺⑥米尺⑦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:
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，并固定在铁架台上；
②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;
③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)；
④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
⑤改变摆长，重做几次实验。求g的平均值。
⑥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：___________
5、注意事项:
①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；
②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；
③注意摆动时摆角不能过大（<10o）；
④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;
⑤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。
⑥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。