2024-2025学年高中物理第一章机械振动5学生实验：用单摆测定重力加速度教案2教科版选修3-4

PAGE3-学生试验：用单摆测定重力加速度一、教学目的1、学问与技能（1）、利用单摆测定当地的重力加速度，巩固加深对单摆周期公式的理解。（2）、学会对试验的误差进行分析。（3）、驾驭单摆测定重力加速度的数据处理方法。2、过程与方法：（1）学会用分组合作来探究重力加速度的测量方法。（2）学习分析试验数据，找出误差及分析的方。3、情感看法与价值观（1）、通过分组试验活动培育学生的团队合作精神。（2）、培育学生细致视察、严谨治学的科学素养。二、学情分析新课改的课程标准对中学学生在试验探究方面提出了以下要求：“学习科学探究方法，发展自主学习实力，养成良好的思维习惯，能运用物理学问和科学探究方法解决实际问题。”本课的思路是由学生自主探讨试验为主，老师引导为铺，让学生在自己思索的前提下，在老师适当的指导和帮助下，检索所学学问，设计自己的探究方案。使学生学会分析和应用物理规律的过程，培育学生创新精神和实践实力的过程。体验科学探讨方法，开拓学生视野，提高学生素养，并共享探究的艰辛与欢乐。三、教学重点、难点重点：利用单摆测定当地重力加速度。难点：学会单摆测定重力加速度的数据处理方法。四、教学过程1、试验原理由单摆的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，可得g＝eq\f(4π2l,T2).所以，只要测出单摆的摆长L和周期T，就能算出当地的重力加速度g.2、试验器材长约1m的细线、有小孔的摆球、带铁夹的铁架台、停表、游标卡尺、米尺3、试验步骤（1）．让细线的一端穿过摆球的小孔，然后打一个比小孔大的线结．线的另一端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在试验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂．（2）．用米尺量出悬线长度l′，用游标卡尺测量出摆球的直径d，摆长L＝L′＋eq\f(d,2).（3）．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过5°)后释放．为了使摆球只在一个竖直平面内摇摆，释放摆球时不要发生旋转，使单摆做简谐运动．从摆球通过平衡位置时起先计时，数出以后摆球通过平衡位置的次数n，用停表登记所用的时间t，则单摆振动的周期T＝eq\f(2t,n).要使摆球在竖直平面内摇摆，选用的悬线应细、质量小，且不易伸长．（4）．依据单摆的周期公式，计算出重力加速度．（5）．变更摆长，重做几次试验，计算出每次试验得到的重力加速度值．(让学生探讨试验步骤及应留意问题后，老师播放多媒体试验教程，并组织学生细致进行分组试验)4、数据处理1．把测得的数据和计算结果填入下表中，求出几次试验得到的重力加速度的平均值，即可看做本地区的重力加速度.试验次数l′dl′＋eq\f(d,2)nteq\f(2t,n)geq\x\to(g)123g1＝eq\f(4π2l1,T\o\al(2,1))，g2＝eq\f(4π2l2,T\o\al(2,2))，g3＝eq\f(4π2l3,T\o\al(2,3))eq\x\to(g)＝eq\f(g1＋g2＋g3,3)2．多做几次试验，算出当地重力加速度g值．（要求各小组把测得的3组数据填入表格中，老师对数据结果进行检查。对做得好的小组进行表扬，或把其测量结果展示出来。）三、误差分析1．本试验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求．即：悬点是否固定，是单摆还是复摆．球、线是否符合要求，振动是圆锥摆还是同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等等．只要留意了上面这些方面，就可以使系统误差减小到远远小于偶然误差，达到忽视不计的程度．2．本试验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上．因此，要留意测准时间(周期)，要从摆球通过平衡位置起先计时，并采纳倒数计时计数的方法，不能多记或漏记振动次数．为了减小偶然误差，进行多次测量后取平均值．3．本试验中长度(摆线长、摆球的直径)的测量，读数读到毫米位即可(即运用游标卡尺测摆球直径也只需读到毫米位)，时间的测量中，秒表读数的有效数字的末位在“秒”的非常位即可，秒表读数不须要估读．四、留意事项1．选材摆线应选择细、轻且不易伸长的线(长度为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．操作单摆悬线的上端应当固定坚固，不行随意卷在铁架台的横杆上，以免摇摆时摆长变更；留意摇摆时限制摆线偏离竖直方向的角度不超过5°；摆球摇摆时，要使之保持在同一