2.5.实验：用单摆测量重力加速度 表格式教学设计 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理教学设计聚焦用单摆测量重力加速度，从地球物理、航空航天等领域对g值测量的实际意义导入，基于单摆简谐运动原理，以实验器材选择、摆长测量（线长与球直径）、周期测量方案对比为学习支架，引导学生理解实验原理与操作逻辑。 通过对比周期测量方案（最高点vs平衡位置计时）分析误差，采用平均值法与图像法处理数据，强调游标卡尺、秒表规范使用，培养科学探究能力与科学思维（模型建构、质疑创新），帮助教师突破难点，提升学生实验操作与误差分析素养。

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高二 学期 秋季 课题 实验：用单摆测量重力加速度 教科书 书 名：选择性必修第一册教材 出版社：人民教育出版社 教学目标 1.理解用单摆测重力加速度的原理。 2.能正确选用适当的器材、设计实验方案、能进行正确实验操作用单摆测量重力加速度。 3.能用平均值法和图像法计算重力加速度。 教学内容 教学重点： 1. 理解用单摆测重力加速度的原理。 2. 用平均值法和图像法计算重力加速度。 教学难点： 1. 用图像法得到重力加速度。 2. 会进行实验误差分析，学会减小实验误差的方法。 教学过程 1、 导入新课 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。 2、 实验原理 当摆角很小时，单摆做简谐运动， → 根据公式，只要测出单摆的摆长L和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值。 3、 实验器材 1.铁架台（带铁夹） 2.中心有孔的金属小球（体积小，质量大） 3.约1m长的细线（轻、细、伸缩性小） 4.米尺 5.游标卡尺 6.秒表 4、 实验步骤 1. 做单摆 把细线穿过带孔的金属小球，并打一个比孔大一点的结。用铁夹夹住细线的另一端，并使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。 2. 测摆长 (1)在摆球自然下垂的情况下，用米尺测量线长l0 (2)用游标卡尺测摆球直径d 3. 测周期 （1）方案：不容易观察，无法准确观察摆球什么时候摆到最高点，同时因为阻力的存在，振幅在变化，最高点的位置也在变化，故此方案测量的周期误差较大。 （2）方案：在正前方，细线跟金属杆重叠的位置（平衡位置）容易观察，或者在桌子上做一个标记，使摆球处于平衡位置时细线与标记重合。此方案测量的周期相比方案误差要小。 （3）由于单摆周期小，实验中采用测量多次（如30次、50次等）全振动的时间，取平均值计算得到单摆周期，误差更小。 （4）方案中，第一次经过平衡位置开始计时，并且数为“1”，经过一次全振动后数“2”，当数到“10”的时候，单摆实际做了9次全振动，设经过的时间为t，则周期 (5)认识秒表 1）小表盘分针，大表盘秒针 2）精度：0.1s，不需要估读 3）分针指针不超过半格，秒钟读大表盘黑色的数 4）分钟指针超过半格，秒钟读大表盘红色的数 改变摆长，重复实验，测量五次数据填入表格中 5、 数据处理 1.平均值法 2．图像法 杭州： 主要误差来源分析: 1.摆球不是做严格的简谐运动 2.摆长、时间的测量误差 . 学科网（北京）股份有限公司 $