【教學設(shè)計】《學生實驗：用單擺測定重力加速度》(教科版)

1、學生實驗：用單擺測定重力加速度教學目標【知識與能力目標】1.知道單擺擺動的等時性2.知道單擺測重力加速度的原理【過程與方法目標】通過設(shè)置問題啟發(fā)學生思考，使學生初步掌握思維方法。讓學生能夠根據(jù)問題的要求和相關(guān)條件，構(gòu)造有關(guān)的實驗情景， 優(yōu)選實驗原理和方案，確定解決問題的實驗程序，得出準確合理的結(jié)論。促使學生深刻領(lǐng)悟?qū)嶒炘怼⒓由钫J識儀器的工作原理，在不同的實驗情景下，創(chuàng)造性地靈活運用實驗知識和技能解決相關(guān)問題。【情感態(tài)度價值觀目標】（1）通過探究和設(shè)計活動，培養(yǎng)學生的合作精神、分享意識，以及關(guān)注社會、積極參與的 意識。（2）培養(yǎng)學生實事求是、精益求精、鍥而不舍的探索精神。（3）體會重力加速度在

2、生活的應(yīng)用，提高物理在生活中的應(yīng)用意識。（4）通過重力加速度在物理學中的各方面的涉及，體會物理學中的和諧美與統(tǒng)一美。增強學生對科學的好奇心與求知欲，使學生樂于探究自然界奧秘。教學重難點-J【教學重點】1單擺測定重力加速度的原理2.單擺測重力加速度實驗的應(yīng)用【教學難點】單擺測重力加速度實驗的應(yīng)用課前準備- -1球心開有小孔的小金屬球2長度大于1米的細尼龍線3鐵夾注意：線要細且不易伸長，球要用密度大且直徑小的金屬球，以減小空氣阻力影響。擺線上端的懸點要固定不變，以防擺長改變。|2、用米尺和游標卡尺測出單擺擺長。l=L+D/2;其中L為懸點到球面的擺線長，D為球的直徑。1, 0, 1, 2,3”數(shù)“

3、0”時開始計時，數(shù)到“60”停止計時，則擺球全振動30次,T=t/30。的計時誤差較小。為減小系統(tǒng)誤差，擺角a應(yīng)不大于10,這可以用量角器粗測。4、重復上述步驟，將每次對應(yīng)的擺長I、周期T填于表中，按公式T=2nl/g算出每次g,然后求平均值。實驗記錄鐵架游標米尺秒表教學過程4.實驗步驟1、用細線拴好小球，懸掛在鐵架臺上，使擺線自 由下垂，如圖注意：擺長應(yīng)為懸點到球心的距離，即3、用秒表測出擺球擺動30次的時間t，算出周期T。注意：為減小記時誤差，采用倒數(shù)計數(shù)法,即當擺球經(jīng)過平衡位置時開始計數(shù)，“3,2,計時從平衡位人在判定它經(jīng)過此位置的時刻，產(chǎn)生123注意：（1）為減小計算誤差，不應(yīng)先算T的

4、平均值再求g，而應(yīng)先求出每次的g值再平均。（2）實驗過程中：1易混淆的是：擺通過平衡位置的次數(shù)與全振動的次數(shù)。2易錯的是：圖象法求g值，gk而是g=4n2/k;T=t/n和T=t/（n-1）也經(jīng)常錯用，（前者是擺經(jīng)平衡位置數(shù)“0”開始計時，后者是數(shù)“1”開始計時）。3易忘的是：漏加或多加小球半徑，懸點未固定；忘了多測幾次，g取平均值。5.實驗結(jié)論從表中計算的g看，與查得的當?shù)貥藴蔳值近似相等，其有效數(shù)字至少3位。6.實驗變通變通（1）:變器材，用教學樓陽臺代替鐵架臺，用數(shù)米長的尼龍細線拴好的小掛鎖代替擺球，用米尺只測量擺線的一段長度，用秒表測量周期T仍能測量當?shù)刂亓铀俣?，其簡要方法如下：如?/p>

5、圖所示，設(shè)陽臺上的懸點為O,掛鎖的重心為O在擺長上離掛鎖附近作一紅色標記M用米尺量OM=L,而MO =L2，不必測量，則：0M&O物理量次擺長I（米）振動次N次歷周期T數(shù)n時t（秒）（次）（秒）g=4n2|2g（米/T（米/當?shù)豨秒2）秒2）TI2=4n2（4+L2）/g在懸點處放松（或收起）一段線，再量OM=2,MO =Lo不變，則T2=4n2（L2+L0）/g由式得：g=4n2（L2+L1）/（TI2-T22）（其中Ti、T2測量方法同上述方法）此實驗也可以用T2-l圖象法去求。變通(2):變器材，變對象，在地球表面借助電視機，依據(jù)周期公式，用機械手表測 月球表面自由落體的加速度g

6、月。有一位物理學家通過電視機觀看宇航員登月球的情況，他發(fā)現(xiàn)在登月密封艙內(nèi)懸掛著一個重物在那里微微擺動，其懸繩長跟宇航員的身高相仿，于是他看了看自己的手表，記下了一段時間t內(nèi)重物經(jīng)最低點的次數(shù)，就算出了g月，已知他記下重物由第一次經(jīng)最低點開始計時數(shù)到n=30次的時間t為1分12.5秒，并估計繩長I約等于宇航員身高I。由T=t/(n-1)/2和T=2n. I /g計算出了g月。7.練習(1)手表的秒針、分針和時針的角速度之比31:32：33=?。(2)一位同學用單擺做測定重力加速度的實驗，他將擺掛起后，進行了如下存在遺漏或錯誤的步驟，請指出這些步驟的字母并改正。1測擺長I，用米尺量出擺線的長度L。

7、2測周期T：將擺線拉起，然后放開，在擺球某次通過最低點時，按下秒表開始計時，同時將此次通過最低點作為第一次，接著一直數(shù)到第60次通過最低點時，按秒表停止計時，讀出這段時間t，算出T=t/60。3將所測得的I和T代入T=2n.l/g算出g作為實驗的最后結(jié)果寫入實驗報告中去。(3)如下圖所示，某同學用單擺測重力加速度時，將一根麻繩系住一個直徑約為4厘米的木質(zhì)圓球，上端纏繞在水平放置的較粗的圓棒上，當木球懸掛靜止時，用米尺測得繩上懸點到球皮的距離約為10厘米，此后，將木球沿與圓棒垂直的方向拉至A處，使擺線與鉛直方向的夾角為60,釋放小球開始計時，待木球第一次到達另一邊的最高點時，停止秒 表，他將這段

8、時間作為T,然后將所測得的I、T代入T=2 n , I/ g中求出g值，請指出這位 同學的操作錯誤之處。附：秒表構(gòu)造：1、外殼按鈕：使指針啟動、停止和回零，如下圖所示。2、表盤刻度：秒針指示大圓周的刻度，其最小分度值常見為0.1秒、0.2秒或0.5秒;秒鐘轉(zhuǎn)一周歷時30秒；分針指示小圓周的刻度，其最小分度值常見為0.1分或0.5分，分針轉(zhuǎn)一周歷時15分。秒表的工作原理：機械秒表靠發(fā)條轉(zhuǎn)動力矩通過內(nèi)部齒輪驅(qū)動調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)擺動的秒針和分針，即將發(fā)條的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，使指針擺動。秒表的讀數(shù)：不足30秒即秒針轉(zhuǎn)不到一周時，直接讀大圓周上秒針所指的黑體分度值，因為大圓周上有紅、黑兩種字體，黑字0 30,紅字0 60,意思是秒針轉(zhuǎn)兩周才60秒；同理分析所指的 小圓周上也有兩種字體，黑字0 15，紅字0 30，分針轉(zhuǎn)兩周才30分；通常是分針讀紅字， 秒針讀紅字，分針讀黑字，秒針讀黑字，記時為兩個示數(shù)之和。秒表的使用方法：A.按鈕開始記時，分針、秒針都啟動