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1.5《学生实验：用单摆测重力加速度》教案一、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；（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：G=mg4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，得：g=。据此，只要测得摆长l和周期T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、1cmB、10cmC、1mD、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：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；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。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、练习与作业1、测定重力加速度时：①摆球就选用，摆线宜选用。②测摆线的长度用，要求准确到，测小球直径用，要求准确到，测量摆动30-50次时间用。③此外，还需要配备和。2、某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的原因可能是：④⑥⑦。①摆球质量太大了；②摆长太长了；③摆角太大了（摆角仍小于10°）；④量摆长时从悬点量到球的最下端；⑤计算摆长时忘记把小球半径加进去；⑥摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动；⑦计算周期时，将（n-1）次全振动误记为n次全振动。3、为了提高周期的测量精度，下列哪些做法是可取的？BCA、用秒表直接测量一次全振动的时间；B、用秒表测30至50次全振动的时间，计算出平均周期；C、在平衡位置启动秒表和结束计时；D、在最大位移处启动秒表和结束计时；E、用秒表测100次全振动时间，计算平均周期；F、在平衡位置启动秒表，并开始计算，当摆球第30次经过平衡位置时制动秒表，若读数为t，则T=t/30。4、某同学在用单摆测重力加速度的实验中，由于摆球质量不均匀，重心无法找到，于是他采取了如下方法来测定重力加速度。第一次量得摆球顶部到悬点的长为L1，测得对应振动周期为T1；第二次量得摆球底部到悬点的长为L2，测得对应振动周期为T2。则重力加速度的表达式为：_______。六、小结七、教学反思