选必1.2.5——实验：用单摆测量重力加速度 教学设计

物理学科 实验：用单摆测量重力加速度课时教学设计 第1课时教学设计 课题 实验：用单摆测量重力加速度 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课☑ 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 用单摆测量重力加速度是高中阶段精度比较高的实验。教材按照实验设计及操作的一般步骤，先介绍实验思路，依据周期公式让学生“想一想，要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？应该如何设计实验装置、选择实验器材？怎样才能减小实验误差？”在学生思考和讨论的基础上，进而描述实验装置和物理量的测量方法，提出常用的数据分析方法。为了保证实验的精度，本节教材对减小实验误差非常重视，在实验装置设计上引导学生思考如何减小实验误差；在“思考与讨论”中要求学生讨论如何选择摆线、摆球，以及摆线的悬挂方式；在摆长、周期的测量环节，分别提供两种测量方式进行对比，引导学生讨论后根据测量需要进行选择；在数据分析时引导学生采用图像法减小实验误差。 2.学情分析 “重力加速度”同学们在高一的力学部分已经有了一定的感性认识，积累了相关的物理观念和科学思维。本节课是在前置概念的基础之上，进一步深入探究如何测量出重力加速度，通过上一节课《单摆》中惠更斯确定的单摆周期公式，启发同学们利用运动和相互作用观念、科学探究等来设计实验方案开展测量实验。本节课侧重于引导学生发散思维，亲自动手开展探究实验，通过自主实验测量出本地重力加速度，学生在经历科学探究的过程中，培养科学态度与责任，体验成功的喜悦。 学生虽已经具备利用单摆周期公式求重力加速度的能力，但在通过测量和数据处理来提高实验精度方面存在不足。学生知道“平均值法”能减小偶然误差，但对用图像法处理实验数据还不够熟练。 3.学习目标 科学思维：（1）通过回顾单摆周期公式，小组讨论确定实验思路 科学探究：（2）通过自主设计实验方案，小组合作安装实验装置并进行实验操作 （3）能正确使用刻度尺测量摆长，能正确使用停表测量单摆的振动周期 科学态度与责任：（4）能正确处理数据，测量当地的重力加速度 （5）能从多个角度进行实验误差分析 4.学习重点难点 教学重点： 单摆摆长和周期的测量及实验误差分析 教学难点： 实验数据处理和误差分析 5.教学辅助支持 单摆，米尺，停表（或数字毫秒计，），游标卡尺，重锤、手机、电脑excel软件 6.教学活动设计 过程 学习内容与教师活动 学生任务/活动设计 设计意图及对应目标达成 环节一 【引入新课】 活动1： 活动2：即便是在同一纬度上，不同的高度与深度g的值也会有不同。 航空航天技术 航空航天技术 航空航天技术 大地测量 活动3：同学们讨论，有哪些测量重力加速度的方法。 说出重力加速度随纬度的变化关系，了解地球表面重力加速度的分布对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域有十分重要的意义 讨论交流：与该处的内部物质成分有关系，我们根据这个特点，可以探测地面下的矿产物质等，除此以外，了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域有十分重要的意义。为此，就需要了解测量重力加速度的方法。 平衡法、自由落体法、单摆法 使学生认识到重力加速度对生产生活的应用价值，增强物理联系实际的能力 环 节 二 实验思路，讨论分析： 当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得 想一想，要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？应该如何设计实验装置、选择实验器材？怎样才能减小实验误差？ 小组合作，讨论分析，说出待测物理量及其测量方法，选择实验仪器，画出实验装置图，并说明误差来源并给出减小误差的办法 通过合作讨论，发挥学生主观能动性，进一步发展学生的自主探究能力，达成目标（1） 环节三 活动1：单摆装置的安装 1．将细线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比孔径稍大一些的结，把细线的另外一端固定在铁架台上面，制成一个单摆。 2．把线的上端用铁夹固定在铁架台上并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处放上一支笔作标记。 3．将小球拉起一个很小的摆角，由静止释放小球，该小球将做简谐运动，这便是一个单摆装置。 活动2：思考与讨论： 1. 线有粗细、长短的不同，伸缩性也有区别。不同的小球，质量和体积有差异。想一想，应如何选择摆线和摆球？为什么？ 2. 右图画出了细线上端的两种不同的悬挂方式。应该选用哪种方式？为什么？ 细线上端的两种悬挂方式 学生自主动手操作，完成实验装置的组装 学生自主分析：说出对单摆的装置要求，并通过实验确定悬挂方式 通过组装仪器发展学生的动手操作能力，达成目标（2） 环节四 活动1:测摆长 活动2:测周期 活