《实验：用单摆测量重力加速度》教学设计--人教版物理选择性必修一
文档属性
| 名称 | 《实验：用单摆测量重力加速度》教学设计--人教版物理选择性必修一 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 142.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-03 15:46:45 | ||
图片预览
文档简介
课时教学设计
《实验：用单摆测量重力加速度》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 习题/试卷讲评课 学科实践活动课 其他
1.教学内容分析
《实验：用单摆测量重力加速度》是普通高中人教版物理选择性必修一第二章《机械振动》中第5节的内容。用单摆测重力加速度是高中阶段精度比较高的实验。本节在单摆运动内容之后，既是对前一节知识的巩固，也是加强了理论和实际相联系。教材按照实验思路、实验装置、物理量的测量和数据分析的步骤。根据周期公式，引导学生思考要测重力加速度，需要测量哪些物理量？如何设计实验？如何选择实验器材？怎样减小实验误差？在学生思考和讨论的过程中，引导规范实验步骤。通过课本的“思考与讨论”，引导学生对实验的数据进行误差分析，从而引出采用图像法减小实验误差。
2.学习者分析
在测量重力加速度之前，学生学习了单摆的基本概念，掌握了单摆的周期公式。本节是单摆的实验。在学生设计实验的基础上，通过小组讨论的方式，完善实验方案，提高实验能力，促进学生的知识体系的形成，提升学生的科学探究能力。
3.学习目标确定
1.根据单摆周期公式，确定实验思路。2.能设计实验方案，正确安装实验器材，规范实验操作。3.正确使用刻度尺和停表。4.正确处理数据，测重力加速度。5.正确进行实验误差分析。
4.学习重点难点
重点：单摆摆长和周期的测量，利用图像法测重力加速度。难点：实验数据处理和实验误差分析。
5.学习条件支持
1.生活中竖直平面往复运动视频。2.单摆实验视频。3.人教版教材重点正文材料。
6.学习活动设计
过程学习内容与教师活动（引领性问题）学生任务或学习活动设计设计意图或评价目标环节1创设情境：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。引领性问题：如何测量重力加速度呢？学生活动：启发学生了解重力加速度在生活中的应用和重要性。设计意图：利用学生们常见的现象，设置问题，有效调动学生学习物理的兴趣，唤起学生积极参与研究本节内容的意识。环节2教师活动：确定实验思路。当摆角很小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式：可得：教师活动：根据重力加速度的表达式，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。引领性问题：在如何设计实验装置？如何选择实验器材？怎样才能减小实验误差？学生活动：学生上台展示推导过程。说明各物理量的含义。学生活动：小组讨论，设计实验方案，明确需要测量的物理量为单摆的摆长L和周期T。学生活动：实验装置为铁架台铁架台、铁夹、金属小球（有孔）、停表、细线（1m左右）、刻度尺、游标卡尺。设计意图：要求学生独立完成对周期公式的推导，引导学生分析测定重力加速度的方法。设计意图：在教师的引导下，让学生经历猜测和设计实验等过程，有利于培养学生养成科学探究的习惯。设计意图：通过设计实验，培养学生的团队协作意识和动手能力。锻炼学生的逻辑思维能力和动手能力。环节3引领性问题：如何测量摆球的摆长？教师活动：用刻度尺量出悬线长L线，用游标卡尺测摆球直径，算出半径r，从而计算出摆长。 实验时，需要注意细绳的悬挂方式。 引领性问题：如何测量摆球运动的周期？教师活动：把单摆从平衡位置拉开一个小于5°的角，由静止释放，用停表测量单摆的周期。学生活动：学生复习刻度尺和游标卡尺的读数原则。学生活动：安排学生进行停表的读数练习。用秒表测量单摆完成30次~50次全振动所用的时间t，求出完成一次全振动所需要的时间T。设计意图：通过提问的形式，让学生对已有知识的回顾，夯实基础知识。设计意图：通过小组讨论的形式总结出以摆球通过最低位置时开始计时。指导学生设计实验记录表，让学生经历完整的测量过程。环节4教师活动：演示实验视频。安装仪器，测量摆长和周期。改变摆长，测量多组数据，测出重力加速度。教师活动：处理实验数据时，利用两种方法即：公式法和图像法求出重力加速度。公式法：将多组L和T代入方程求出g的值，再求g的平均值。图像法：根据公式作出T2-L图像，斜率由图像可计算出斜率，求出重力加速度：引领性问题：在实验操作中，有哪些操作会引起实验误差？教师活动：测量周期的不准确，测量摆长的不准确，摆球不是竖直面内的简谐运动。教师活动：总结实验过程中需要注意的方面。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大、直径小的金属球；单摆悬线的上端固定，以免摆长改变；摆动时摆角不能超过5 ；摆球摆动时，要在同一个竖直平面内；球通过最低点时开始计时；为了减少偶然误差，多次测量求平均值 。学生活动：总结实验步骤：让细线穿过摆球上的小孔，打个结，制成一个单摆；固定铁夹，把单摆上端固定在铁夹上，在最低点做标记；测出摆长和周期，数据处理，求出重力加速度；改变摆长，重复实验。学生活动：在数据分析的时引导学生采用图像法减小实验误差。学生活动：总结误差结果：开始计时时，停表的按下的过早，使得测量的周期偏大，导致g的测量值偏小。摆线上端的悬点不固定，出现了松动，使得摆长的测量值偏大，导致g的测量值偏小。在计算摆长时，没有加入小球的半径，即认为摆线长就是摆长，如果利用公式法求解的g，导致测量值偏小。如果利用图像法求解g，则测量值不变。摆球不是在竖直平面内做简谐运动，而是在水平面内做圆锥摆运动，导致g的测量值偏大。设计意图：通过演示实验，让学生体会实验是科学探究的基本方法。设计意图：让学生通过测量和数据处理来提高实验能力，分析周期和摆长的关系，让学生经历图像化曲为直的过程。设计意图：为了保证实验的精确度，让学生重视减小实验误差，规范实验操作步骤。培养学生养成良好的科研能力。环节5教师活动：课后巩固和习题。学生活动：完成课后习题，整理知识点。设计意图：通过课后习题，让学生加深对这节知识的理解。课堂小结：单摆测重力加速度是高中阶段精度比较高的实验。通过单摆周期公式，推导出重力加速度的表达式。利用刻度尺和游标卡尺测摆长，停表测周期，通过公式法和图像法处理实验数据。分析实验误差，规范实验步骤。
7、板书设计
原理：单摆测重力加速度 公式法：多次求g，取平均值 数据处理 图像法：T2-L的斜率
8、作业与拓展学习设计
课后习题，拓展利用图像法求解重力加速度时，测量摆长偏小时引起的误差。
9、特色学习资源分析、技术手段应用说明
主要运用的是多媒体教学，图像、视频、动画巧妙结合并呈现，不但可以激发学生的学习兴趣，做到理论联系实际，帮助学生快速建模。同时也有助于学生对重点知识和难点知识的掌握、理解和运用。
10、教学反思与改进
《实验：用单摆测量重力加速度》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 习题/试卷讲评课 学科实践活动课 其他
1.教学内容分析
《实验：用单摆测量重力加速度》是普通高中人教版物理选择性必修一第二章《机械振动》中第5节的内容。用单摆测重力加速度是高中阶段精度比较高的实验。本节在单摆运动内容之后，既是对前一节知识的巩固，也是加强了理论和实际相联系。教材按照实验思路、实验装置、物理量的测量和数据分析的步骤。根据周期公式，引导学生思考要测重力加速度，需要测量哪些物理量？如何设计实验？如何选择实验器材？怎样减小实验误差？在学生思考和讨论的过程中，引导规范实验步骤。通过课本的“思考与讨论”，引导学生对实验的数据进行误差分析，从而引出采用图像法减小实验误差。
2.学习者分析
在测量重力加速度之前，学生学习了单摆的基本概念，掌握了单摆的周期公式。本节是单摆的实验。在学生设计实验的基础上，通过小组讨论的方式，完善实验方案，提高实验能力，促进学生的知识体系的形成，提升学生的科学探究能力。
3.学习目标确定
1.根据单摆周期公式，确定实验思路。2.能设计实验方案，正确安装实验器材，规范实验操作。3.正确使用刻度尺和停表。4.正确处理数据，测重力加速度。5.正确进行实验误差分析。
4.学习重点难点
重点：单摆摆长和周期的测量，利用图像法测重力加速度。难点：实验数据处理和实验误差分析。
5.学习条件支持
1.生活中竖直平面往复运动视频。2.单摆实验视频。3.人教版教材重点正文材料。
6.学习活动设计
过程学习内容与教师活动（引领性问题）学生任务或学习活动设计设计意图或评价目标环节1创设情境：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。引领性问题：如何测量重力加速度呢？学生活动：启发学生了解重力加速度在生活中的应用和重要性。设计意图：利用学生们常见的现象，设置问题，有效调动学生学习物理的兴趣，唤起学生积极参与研究本节内容的意识。环节2教师活动：确定实验思路。当摆角很小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式：可得：教师活动：根据重力加速度的表达式，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。引领性问题：在如何设计实验装置？如何选择实验器材？怎样才能减小实验误差？学生活动：学生上台展示推导过程。说明各物理量的含义。学生活动：小组讨论，设计实验方案，明确需要测量的物理量为单摆的摆长L和周期T。学生活动：实验装置为铁架台铁架台、铁夹、金属小球（有孔）、停表、细线（1m左右）、刻度尺、游标卡尺。设计意图：要求学生独立完成对周期公式的推导，引导学生分析测定重力加速度的方法。设计意图：在教师的引导下，让学生经历猜测和设计实验等过程，有利于培养学生养成科学探究的习惯。设计意图：通过设计实验，培养学生的团队协作意识和动手能力。锻炼学生的逻辑思维能力和动手能力。环节3引领性问题：如何测量摆球的摆长？教师活动：用刻度尺量出悬线长L线，用游标卡尺测摆球直径，算出半径r，从而计算出摆长。 实验时，需要注意细绳的悬挂方式。 引领性问题：如何测量摆球运动的周期？教师活动：把单摆从平衡位置拉开一个小于5°的角，由静止释放，用停表测量单摆的周期。学生活动：学生复习刻度尺和游标卡尺的读数原则。学生活动：安排学生进行停表的读数练习。用秒表测量单摆完成30次~50次全振动所用的时间t，求出完成一次全振动所需要的时间T。设计意图：通过提问的形式，让学生对已有知识的回顾，夯实基础知识。设计意图：通过小组讨论的形式总结出以摆球通过最低位置时开始计时。指导学生设计实验记录表，让学生经历完整的测量过程。环节4教师活动：演示实验视频。安装仪器，测量摆长和周期。改变摆长，测量多组数据，测出重力加速度。教师活动：处理实验数据时，利用两种方法即：公式法和图像法求出重力加速度。公式法：将多组L和T代入方程求出g的值，再求g的平均值。图像法：根据公式作出T2-L图像，斜率由图像可计算出斜率，求出重力加速度：引领性问题：在实验操作中，有哪些操作会引起实验误差？教师活动：测量周期的不准确，测量摆长的不准确，摆球不是竖直面内的简谐运动。教师活动：总结实验过程中需要注意的方面。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大、直径小的金属球；单摆悬线的上端固定，以免摆长改变；摆动时摆角不能超过5 ；摆球摆动时，要在同一个竖直平面内；球通过最低点时开始计时；为了减少偶然误差，多次测量求平均值 。学生活动：总结实验步骤：让细线穿过摆球上的小孔，打个结，制成一个单摆；固定铁夹，把单摆上端固定在铁夹上，在最低点做标记；测出摆长和周期，数据处理，求出重力加速度；改变摆长，重复实验。学生活动：在数据分析的时引导学生采用图像法减小实验误差。学生活动：总结误差结果：开始计时时，停表的按下的过早，使得测量的周期偏大，导致g的测量值偏小。摆线上端的悬点不固定，出现了松动，使得摆长的测量值偏大，导致g的测量值偏小。在计算摆长时，没有加入小球的半径，即认为摆线长就是摆长，如果利用公式法求解的g，导致测量值偏小。如果利用图像法求解g，则测量值不变。摆球不是在竖直平面内做简谐运动，而是在水平面内做圆锥摆运动，导致g的测量值偏大。设计意图：通过演示实验，让学生体会实验是科学探究的基本方法。设计意图：让学生通过测量和数据处理来提高实验能力，分析周期和摆长的关系，让学生经历图像化曲为直的过程。设计意图：为了保证实验的精确度，让学生重视减小实验误差，规范实验操作步骤。培养学生养成良好的科研能力。环节5教师活动：课后巩固和习题。学生活动：完成课后习题，整理知识点。设计意图：通过课后习题，让学生加深对这节知识的理解。课堂小结：单摆测重力加速度是高中阶段精度比较高的实验。通过单摆周期公式，推导出重力加速度的表达式。利用刻度尺和游标卡尺测摆长，停表测周期，通过公式法和图像法处理实验数据。分析实验误差，规范实验步骤。
7、板书设计
原理：单摆测重力加速度 公式法：多次求g，取平均值 数据处理 图像法：T2-L的斜率
8、作业与拓展学习设计
课后习题，拓展利用图像法求解重力加速度时，测量摆长偏小时引起的误差。
9、特色学习资源分析、技术手段应用说明
主要运用的是多媒体教学，图像、视频、动画巧妙结合并呈现，不但可以激发学生的学习兴趣，做到理论联系实际，帮助学生快速建模。同时也有助于学生对重点知识和难点知识的掌握、理解和运用。
10、教学反思与改进