2.5实验：用单摆测量重力加速度 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

用 单 摆 XX中学 XXX 测 量 重 力 加 速 度 目 录 教材 分析 学情 分析 实验教学 目标 实验设计思路及创新 1 2 3 4 5 实验内容 6 实验效果评价 2 一.教材分析 《人教版选择性必修第一册》 新教材的编写让教学与实验现象发生的先后顺序一致，符合学生的认知规律。 ◆通过实验，探究单摆的周期与摆长的定量关系； ◆知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系； ◆会用单摆测量重力加速度的大小。 课程标准 教材这样编写将物理知识与现实生活顺利的联系在一起，提高了学生综合运用物理知识解决实际问题的能力。 一.教材分析 心理特点 高二学生具有较好的物理学系基础，也具有一定的理论分析、推导能力，但对复杂的理论推导过程还不是很感兴趣。 知识基础 学生已经有了机械振动的知识基础，理想化的物理思想方法基础和数字化实验系统的操作基础，并具有一定的实验探究能力 03 02 01 高二 学生 认知困难 一方面，学生认识了传统方法侧重力加速度；另一方面，他们对传统实验精度低、误差分析大、实验操作耗时长等情况下实验兴趣不高。 二.学情分析 5 物理观念 1.明确用单摆测定重力加速度的原理和方法； 2.学会用单摆测当地重力加速度，学会减小误差的方法； 3.知道如何选择实验器材，能正确使用手机近距秒表精确测量单摆的周期。 科学思维 科学探究 科学态度与责任 通过对当地重力加速度的测量，培养认真探究的科学精神和知识迁移能力。 三.教学目标 利用单摆测量当地的重力加速度 体会探究利用单摆测量当地的重力加速度实验，创新与改进过程中的科学思维和方法。 教学重难点 学会用单摆测当地重力加速度，学会减小实验误差的方法。 引导 启发式 学生 为主体 老师 为主导 问题 为线索 教学方法 学到 会学 创设情境，导入新课 常规实验，唤醒新知 创新改进，发散思维 课堂小结，感悟收获 拓展作业，巩固新知 01 02 03 04 05 四.实验设计思路与创新 8 【设计意图】创设情境，吸引学生注意力，引发认知冲突 教学过程 创设情境，导入新课 01 小故事 地球重力“偷”走鱼的重量。 教学过程 分析实际原因 02 了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航天航空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。 【创设意图】引发学生思考，回顾旧知识的同时，引出了新课内容 平衡法 教学过程 复习常用的三种方法 03 单摆法 自由落体运动法 打点计时器 纸带 夹子 重物 11 教学过程 复习常用的三种方法 03 单摆法 自由落体运动法 1.常规实验目的 学会用单摆测定当地重力加速度，能使用秒表测单摆周期。 12 教学过程 复习常用的三种方法 03 单摆法 自由落体运动法 2.常规原理 根据单摆周期公式T ，得： 。据此，只要测得摆长l和周期T,即可算出当地重力加速度g。 13 教学过程 复习常用的三种方法 03 金属小球、铁架台（带铁夹）、细尼龙丝、直尺、游标卡尺、秒表 3.常规实验器材 插入学生实验片段教学视频 14 平衡法 教学过程 复习常用的三种方法 03 单摆法 自由落体运动法 4.常规实验结果 测量精度低 实验误差大 操作耗时费力 操作效率低 实验不够新颖 插入学生数据处理片段教学视频 15 教学过程 实验创新与改进 04 1.将单线摆变为双线摆 传统实验做法：将摆球拉到一定位置时候释放 使摆球在同一竖直面内摆动，以防止单摆在摆动过程中形成圆锥摆。 16 教学过程 实验创新与改进 04 2.手机近距秒表精确测周期 利用秒表人工记录振动次数 自动记录振动次数 17 教学过程 实验创新与改进 04 2.手机近距秒表精确测周期 启动phyphox软件，打开手机近距秒表传感器，将其放在正对单摆的最低点，摆球靠近时触发开始，摆球离开时触发结束。摆球在一个周期内两次经过平衡位置，记录多次触发时间，从而精确测出单摆周期如图所示。根据近距秒表的原理，单摆周期为任意两个触发相邻时间之和。如图， T== 教师手动演示以下，显示实验的真实性。 18 教学过程 实验创新与改进 04 3.电脑软件处理数据 实验次数 摆长/cm 周期/s 重力加速度 重力加速度的平均值 1 0.483 1.39 2 0.580 1.53 3 0.590 1.62 4 0.631 1.59 5 0.690 1.61 6 0.723 1.70 19 教学过程 实验创新与改进 04 3.电脑软件处理数据 自动处理数据图线分析 20 平衡法 教学过程 05 单摆法 自由落体运动法 【设计意图】通过教师引导及小组之间相互合作，进行误差分析，内化提高，这个过程当中使问题得到高效解决，学生获得成就感，并达到了巩固知识的目的。 误差分析，内化提高 21 教学过程 05 单摆法 自由落体运动法 【设计意图】将知识归类，促进学生认知结构内化，从而加深印象；让学生全面分析课堂，勇于接受遗憾，敢于探索新知。 课堂小结，感悟新知 22 教学过程 课外拓展，感知生活 06 培养学生自主探究能力 利用手机单摆测重力加速度。 【设计意图】通过动手作业，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念，激发学生的内在学习动机，进一步巩固所学知识。 教师演示一下实验 六.实验效果评价 2.智能手机每家都有，学生在课后进行了一些有趣的尝试,比如利用弹簧传感器测量不同弹簧系统的固有频率以验证弹簧振子的周期公式，还有同学脑洞大开，在振子上吸上强磁球，用磁力传感器记录磁感应强度的变化，获得了一些周期性的图像，图像并不能定量解释物理规律，这些尝试对于学生无疑是非常有意义的。 智能时代，让我们拥抱创新，生活处处是物理。 1.学生通过实验知道用单摆测量重力加速度，经过教师的引导和启发，他们的科学探究能力得到提高，较完整得完成本节的教学目标。 聆 听 谢 谢 25 $$