2.5实验：用单摆测量重力加速度 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

 

2.5《实验：用单摆测量重力加速度》

 

【课标分析】

 

《普通高中物理课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中“ 实验：用单摆测量重力加速度” 属于课程内容必修课程中“机械振动”主题之下。课程标准对于本节的学习内容提出了下面的要 求：会用单摆测量重力加速度的大小。具体而言，课程标准对本节内容的要求：能分析相关事 实，提出并准确表述在实验中可能出现的物理问题；能在他人帮助下制订实验方案，能选用实 验器材进行实验， 获得实验数据， 能注意减小实验误差；能分析数据， 测得重力加速度的大小； 能撰写规范的实验报告， 在报告中能呈现设计的实验表格、数据分析过程及实验结论， 能反思

评估关于重力加速度的不同测量方法。

 

【教材分析】

 

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。

 

【学情分析】

 

从知识结构上看，学生已经具有单摆周期公式以及数据处理的相关知识；同时，经过多年 的实验教学， 学生已经具备一定动手操作能力。本节课课堂教学应该让学生充分探究的核心要 素：问题呈现—提出方案— 实验操作—数据处理—误差分析— 实验优化，促进学生思维的发展

和素养的形成。

 

【学习目标】

 

1.能依据单摆周期公式确定实验思路。

2.通过自主设计实验方案，掌握用单摆测量当地重力加速度的方法。

 

3.能正确使用刻度尺测量单摆的摆长，能正确使用停表测量单摆的振动周期。

4.通过处理实验数据，测出当地的重力加速度的大小。

 

5.通过比较重力加速度的不同测量方法，能认识到物理实验方法是多元的，需要创新。

6.在探究过程中学会分工合作，能尊重他人。

 

【教学重点难点】

 

教学重点：实验方案的设计，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。

 

【教学方法】

 

1.循环递进式教学法：它是通过创设真实情境， 围绕情境设置问题串逐层递进展开的教学。

学生经历活动体验，案例分析，实现从了解、到知道、再到理解、最后应用的学习进阶。

 

2.混合式教学：利用畅言智慧教育平台、教师终端、学生终端辅助教学，将在线教学和传

统教学的优势有机结合，将学生的学习由浅到深地引向深度学习。

 

【教学策略】

 

智慧课堂“云互动 ”：基于智慧课堂全程跟踪任务活动，以学生为中心，适时推送学习任 务， 对学生已有知识、课堂大数据、反思研讨过程、感悟心得体会等在线互动交流， 发布个性

化的批注讲解，确保任务活动的针对性。

 

【教学准备】

 

教具：教学白板、智慧课堂云平台（教师终端 1 台、学生终端若干台、班云服务器 1 台）、 课件。

 

学具：带孔小钢球一个、细线一条(约 1 m 长)、铁架台、米尺、秒表、游标卡尺（每组一

套），光电门传感器。

 

【教学流程】

 

【教学过程】

 

环节 1：展评作业，对话历史。

 

任务一、展评作业，体验单摆周期公式的实际应用

 

活动一、展评作业

 

通过大数据统计，对上节课布置的作业学生的作答完成情况进行展评。

 

师：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。17 世纪，伟大的物理学家惠更

斯就测出了巴黎的重力加速度。

 

活动二、追寻惠更斯的足迹

 

问题 1：他是如何测出巴黎的重力加速度呢？

 

讨论预设：他可能是使用单摆测出的，在测量出摆长和周期后使用单摆周期公式就可以测

算出巴黎的重力加速度。

 

评价目标

评价标准

评价方式