第一篇：?jiǎn)螖[測(cè)重力加速度教案

用單擺測(cè)重力加速度教案

一、教學(xué)目的

1、知識(shí)與技能（1）、學(xué)生學(xué)會(huì)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋唬?）、讓學(xué)生學(xué)會(huì)處理數(shù)據(jù)的方法；（3）、讓學(xué)生能正確熟練地使用秒表以及對(duì)新科技新技術(shù)的應(yīng)用。（4）、鞏固和加深對(duì)單擺周期公式的理解.2、過(guò)程與方法：

（1）學(xué)生發(fā)散思維、探究重力加速度的測(cè)量方法──明確本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量原理──組織實(shí)驗(yàn)器材、探究實(shí)驗(yàn)步驟──進(jìn)行實(shí)驗(yàn)──分析數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這一條探究之路。（2）學(xué)習(xí)用累積法減小相對(duì)誤差的方法.3、情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）、通過(guò)課堂活動(dòng)、討論與交流培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。（2）、通過(guò)對(duì)振動(dòng)次數(shù)的計(jì)數(shù)等培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)。

二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

1、重點(diǎn)：

（1）了解單擺的構(gòu)成。（2）單擺的周期公式。（3）處理數(shù)據(jù)的方法。

2、難點(diǎn)：

（1）計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性。（2）計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性。

三、實(shí)驗(yàn)器材

①球心開(kāi)有小孔的小金屬球 ②長(zhǎng)度大于1米的細(xì)尼龍線 ③鐵夾 ④鐵架臺(tái) ⑤游標(biāo)卡尺 ⑥米尺

⑦秒表、光電門(mén)及顯示器

四、教學(xué)過(guò)程

（一）引入：美國(guó)阿波羅計(jì)劃是人類(lèi)歷史上的一個(gè)壯舉，人類(lèi)首次踏上了地球之外的天體。但是有人質(zhì)疑整個(gè)計(jì)劃可能是場(chǎng)騙局。其中質(zhì)疑之一就是某段錄像中，根據(jù)人下落的距離和

2所用的時(shí)間，得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹榧s6.8m/s，顯然跟我們普遍認(rèn)知的月球上重力加速2度約為1.6m/s有較大偏差。那么，除了這種通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)，還有哪些方法可以測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣饶兀?/p>

1、物體作自由落體運(yùn)動(dòng)；g?2ht2

2、物體從光滑的斜面上由靜止下滑；g?

3、彈簧測(cè)力計(jì)與天平：g?

4、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器g??ST2Gm2St2sin?

5、用圓錐擺g??2lcos?

6、萬(wàn)有引力g?GMR2

（二）實(shí)驗(yàn)探究：

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河脝螖[測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋粫?huì)使用秒表、游標(biāo)卡尺。

問(wèn)題

1、用單擺測(cè)量重力加速度是根據(jù)什么物理原理？重力加速度的計(jì)算式是怎樣的？ 問(wèn)題

2、該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量哪些量？計(jì)算出來(lái)的重力加速度是幾位有效數(shù)字？

4?2l2、實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)單擺周期公式T=2πl(wèi)/g，得：g=。據(jù)此，只要測(cè)得擺長(zhǎng)l和周T2期T即可算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭（三位）。問(wèn)題

3、單擺應(yīng)選用什么樣的球？為什么？C A、空心乒乓球

B、實(shí)心泡沫球

C、直徑2cm鐵球

D、直徑4cm鐵球 問(wèn)題

4、什么樣的線？為什么？D A、粗棉線

B、粗彈簧

C、細(xì)橡皮筋

D、細(xì)棉線 問(wèn)題

5、線長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)在什么范圍內(nèi)？為什么？C A、1cm

B、10cm

C、1m

D、10m 問(wèn)題

6、測(cè)量周期用什么測(cè)量工具？為什么？怎樣讀數(shù)？B A、時(shí)鐘

B、秒表

C、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

問(wèn)題

7、測(cè)量擺長(zhǎng)用什么測(cè)量工具？為什么？怎樣讀數(shù)？AB A、米尺

B、游標(biāo)卡尺

C、螺旋測(cè)微器

3、實(shí)驗(yàn)器材：①球心開(kāi)有小孔的小金屬球②長(zhǎng)度大于1米的細(xì)尼龍線③鐵夾④鐵架臺(tái)⑤游標(biāo)卡尺⑥米尺⑦秒表 問(wèn)題

8、怎樣保證小球的擺動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？如何保證擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變？如何保證擺角小于5°（10°）？

問(wèn)題

9、怎樣測(cè)量單擺周期？從何處開(kāi)始計(jì)時(shí)？到何處停止計(jì)時(shí)？如何對(duì)振動(dòng)次數(shù)計(jì)數(shù)？ 問(wèn)題

10、秒表怎樣讀數(shù)？短針怎樣讀數(shù)？長(zhǎng)針怎樣讀數(shù)？要不要估讀？

4、實(shí)驗(yàn)步驟：(1）、根據(jù)討論結(jié)果，各組編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)步驟（強(qiáng)調(diào)編寫(xiě)步驟中要指明器材、方法、公式），設(shè)計(jì)表格(2）、出示參考實(shí)驗(yàn)步驟，表格，參考實(shí)驗(yàn)步驟：

①做單擺，取約1米長(zhǎng)的線繩穿過(guò)帶孔的小鋼球，并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié)，并固定在鐵架臺(tái)上； ②用米尺量出懸線長(zhǎng)l準(zhǔn)確到毫米，用游標(biāo)卡尺測(cè)擺球直徑d，算出半徑r，也準(zhǔn)確到毫米，算出擺長(zhǎng)L=l+r；

③把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)角度（<10o）放開(kāi)它，用秒表測(cè)量

單擺完成30次全振動(dòng)（過(guò)平衡位置61次）所用的時(shí)間，求出完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，這個(gè)平均時(shí)間就是單擺的周期。T=t/n（計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)再用光電門(mén)和手機(jī)秒表）；

4?2l④把測(cè)得的周期和擺長(zhǎng)的數(shù)值代入公式g=2，求出重力加速度g的值來(lái)

T⑤改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)。求g的平均值。⑥整理器材。參考表格：

次數(shù) 1 2 3 擺長(zhǎng)L（米）振動(dòng)次數(shù)n（次）時(shí)間t(秒)周期T(秒)

g平均值：___________

5、注意事項(xiàng)：

①選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)輕又不易伸長(zhǎng)的線，長(zhǎng)度一般在1m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過(guò)2cm；

②單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑，擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象；

③注意擺動(dòng)時(shí)擺角不能過(guò)大（<10o）；

④擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺；

⑤為減小記時(shí)誤差，采用倒數(shù)計(jì)數(shù)法，即當(dāng)擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù)，“3，2，1，0，1，2，3……”數(shù)“0”時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，數(shù)到“60”停止計(jì)時(shí)，則擺球全振動(dòng)30次，T=t/30。⑥計(jì)時(shí)從平衡位置開(kāi)始是因?yàn)榇颂帞[球的速度最大，人在判定它經(jīng)過(guò)此位置的時(shí)刻，產(chǎn)生的計(jì)時(shí)誤差較小。

6、結(jié)論與誤差分析：

1、g偏大：

2、g偏?。?/p>

五、教學(xué)反思

學(xué)生根據(jù)老師提供的器材，按照實(shí)驗(yàn)要求，合理選擇器材，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、測(cè)量的主要步驟及需要測(cè)量的物理量。題：用實(shí)驗(yàn)室提供的下列器材：不同材料的擺球，長(zhǎng)100cm至120cm的擺線若干，帶鐵夾的鐵夾臺(tái)，秒表，米尺，游標(biāo)卡尺，量角器，測(cè)量本地區(qū)的重力加速度。（l）簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路；（2）簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量的主要步驟與需要測(cè)量的物理量；（3）用已知量和測(cè)得量表示重力加速度的計(jì)算式；（4）通過(guò)測(cè)得量計(jì)算重力加速度的平均值。引伸1：用作圖法計(jì)算重力加速度：引伸2：若實(shí)驗(yàn)室提供的擺球是不規(guī)則的，你怎樣測(cè)量。采用以上方法進(jìn)行教學(xué)，有利于學(xué)生積極思考，發(fā)揮學(xué)生的主體作用；有利于發(fā)展學(xué)生智力，培養(yǎng)能力；可克服傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)的弊病，使學(xué)生獲得發(fā)現(xiàn)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，享受科學(xué)實(shí)驗(yàn)的成果，進(jìn)而鼓勵(lì)同學(xué)立志去努力發(fā)現(xiàn)，探索物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的奧秘。

六、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

1、應(yīng)用光電門(mén)計(jì)數(shù)，讓實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)更加清晰和準(zhǔn)確，還可以讓學(xué)生體會(huì)和感受新科技新技術(shù)給生活生產(chǎn)帶來(lái)的便利，更好的激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)。

2、先用機(jī)械秒表計(jì)時(shí)，再用手機(jī)秒表計(jì)時(shí)，兩者進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生感受科技帶來(lái)的好處。既讓學(xué)生學(xué)會(huì)了如何讀數(shù)，也讓學(xué)生感受了科技發(fā)展的作用，再次激勵(lì)學(xué)習(xí)努力學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。

第二篇：?jiǎn)螖[測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)報(bào)告

單擺法測(cè)量重力加速度

創(chuàng)建人：系統(tǒng)管理員

總分：100

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦媒?jīng)典的單擺公式、給出的器材和對(duì)重力加速度 g 的測(cè)量精度的要求，進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)基本方法的訓(xùn)練，學(xué)會(huì)應(yīng)用誤差均分原理選用適當(dāng)?shù)膬x器和測(cè)量方法，學(xué)習(xí)積累放大法的原理及應(yīng)用，分析誤差的來(lái)源，提出進(jìn)行修正和估算的方法。

二、實(shí)驗(yàn)儀器

提供的器材及參數(shù)：

游標(biāo)卡尺、米尺、千分尺、電子秒表、支架、細(xì)線、鋼球、擺幅測(cè)量標(biāo)尺、天平。

擺長(zhǎng) l≈70.00cm，擺球直徑 D≈2.00cm，擺動(dòng)周期 T≈1.700s，米尺精度，卡尺精度，千分尺精度，秒表精度。人開(kāi)、停秒表總反應(yīng)時(shí)間。

三、實(shí)驗(yàn)原理

在本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)精度△g／g＜1%，故擺球的幾何形狀、擺的質(zhì)量、空氣浮力、擺角等因素對(duì)測(cè)量造成的修正項(xiàng)均是高階小量，可忽略。那么近似的周期測(cè)量公式為，故可通過(guò)誤差均分原理，在一定的測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)量 T、L，從而求得重力加速度 g。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

由，得：，對(duì)兩邊取對(duì)數(shù)處理，有。

若要求，由誤差均分原理，就應(yīng)該有：

且 , 其中，，l 表示擺線長(zhǎng)，D 表示擺球直徑。

那么，故選用米尺直接測(cè)量擺長(zhǎng)，ΔL 即可滿(mǎn)足條件。

由于，即，將 T≈1.700s 代入，知一次測(cè)量若需達(dá)到要求的精度，需測(cè)量 個(gè)周期的時(shí)間。

除上述分析中提到的分析儀器外，還需選擇電子秒表、支架、細(xì)線、鋼球。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、按照實(shí)驗(yàn)要求組裝好實(shí)驗(yàn)儀器，電子秒表歸零； 2、多次測(cè)量擺長(zhǎng)并記錄數(shù)據(jù)； 3、將擺球拉離平衡位置，角度小于 5 度，使其在同一水平面擺動(dòng) 4、多次用電子秒表測(cè)量單擺 50 次全振動(dòng)所需時(shí)間； 5、整理儀器； 6、數(shù)據(jù)處理和誤差分析。

計(jì)算涉及相關(guān)公式：

1)直接測(cè)量量的不確定公式

2)直接測(cè)量量不確定合成公式，3)不確定傳遞公式

4)相對(duì)誤差公式

五、數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：?jiǎn)螖[的設(shè)計(jì)和研究

總分值：80

得分：0 ★(1)原始數(shù)據(jù)

☆(不計(jì)分)本 實(shí)驗(yàn) 所 測(cè) 得數(shù)據(jù)如下：

測(cè)量序號(hào) 1 2 3 4 5 單擺擺長(zhǎng)/cm 69.60 69.70 69.75 69.95 70.00 50 個(gè)周期全振動(dòng)時(shí)間/s 84.38 84.51 84.64 84.71 84.73

★(2)計(jì) 計(jì) 算 單擺擺長(zhǎng)

計(jì) 算公式：平均值公式：

；標(biāo)準(zhǔn)差公式：

；不確定度公式：。

☆(10 分)擺長(zhǎng) 的平均值 值 l(單 單 位：

：cm)=69.80

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位小數(shù)點(diǎn))，得 10 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 9 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-10% ~ 10% 之間，有效數(shù)字正確(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位小數(shù)點(diǎn))，得 8 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-10% ~ 10% 之間，得 7 分

☆(5 分)擺長(zhǎng)標(biāo) 準(zhǔn)差 Δl(單 位：cm)=0.152

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 4 分

☆(5 分)那么 擺長(zhǎng)度 的不確定度 U(l)為(單 單 位：cm)=0.160

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“余位進(jìn)一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 4 分

★(3)計(jì) 計(jì) 算 單擺 周期 計(jì) 算公式：平均值公式：

；標(biāo)準(zhǔn)差公式：

；B類(lèi)不確定度公式：

；周期不確定度公式：。

☆(10 分)單擺 周期平均值 值 T(單 單 位：s)=84.594

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“四舍五入”取值方式，保留 4 位有效值)，得 10 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 9 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-10% ~ 10% 之間，有效數(shù)字正確(按照“四舍五入”取值方式，保留 4 位有效值)，得 8 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-10% ~ 10% 之間，得 7 分

☆(5 分)單擺 周期 標(biāo) 準(zhǔn)差 ΔT(單 位：s)=0.1318

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 4 分

☆(5 分)測(cè)的 量周期的 B 類(lèi) 類(lèi) 不確定度(s)=0.004

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 4 分

☆(5 分)P=0.68，測(cè) 量 周期 的合成不確定度(s)=0.0673

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“余位進(jìn)一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 4 分

★(4)計(jì) 計(jì)度 算重力加速度 g 計(jì) 算公式：重力加速度公式：

；重力加速度不確定度公式：；不確定度轉(zhuǎn)換公式：

☆(10 分)根據(jù) 單擺 周期公式 計(jì)度 算重力加速度 g(單 單 位：)=9.77

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-1% ~ 1% 之間，有效數(shù)字正確(按照“四舍五入”取值方式，保留 4 位有效值)，得 10 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-2% ~ 2% 之間，得 8 分

☆(10 分)當(dāng) 當(dāng) P=0.68 時(shí),g 的不確定度為 為 Ug(單 單 位：)=0.017

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“余位進(jìn)一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 10 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 9 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-10% ~ 10% 之間，有效數(shù)字正確(按照“余位進(jìn)一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 8 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-10% ~ 10% 之間，得 7 分

☆(5 分)當(dāng) 當(dāng) P=0.997 時(shí),g 的不確定度為 為 Ug(單 單 位 ：)=0.052

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“余位進(jìn)一”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 4 分

☆(5 分)由以上數(shù)據(jù) 處 理 結(jié) 果可以知道，=0.0053

評(píng)分規(guī)則：

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，有效數(shù)字正確(按照“四舍五入”取值方式，保留 2 位有效值)，得 5 分

實(shí)際測(cè)量偏差在-5% ~ 5% 之間，得 4 分

☆(5 分)率 故取概率 p=0.997 時(shí), 重力加度 速度 g 的最 終測(cè) 量 結(jié) 果的表達(dá)式為 為(單 單 位：)：

：=9.77 ±0.01

評(píng)分規(guī)則：

表達(dá)形式正確，得 5 分

表達(dá)形式錯(cuò)誤，得 0 分

六、思考題

總分值：10 第 第 1 1 題、(總分值：5

本題得分：0)1.實(shí)驗(yàn)中為了較小測(cè)量的誤差，操作中的注意事項(xiàng)有哪些？ 學(xué)生答案 ：

(1)擺動(dòng)擺球時(shí)，要注意擺動(dòng)是平面的，而不是錐形的。

(2)單擺擺線角度小于 5 度。

(3)為了減小測(cè)量周期的誤差，應(yīng)選擇擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。

標(biāo)準(zhǔn)答案：

(1)擺動(dòng)擺球時(shí)，要注意擺動(dòng)是平面的，而不是錐形的。

(2)單擺擺線角度小于 5 度。

(3)為了減小測(cè)量周期的誤差，應(yīng)選擇擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。

第 第 2 2 題、(總分值：5

本題得分：0)2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，嘗試分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因。

學(xué)生答案：

1）擺線長(zhǎng)度測(cè)量的誤差。

（2）單擺周期的測(cè)量誤差。

標(biāo)準(zhǔn)答案：

1）擺線長(zhǎng)度測(cè)量的誤差。

（2）單擺周期的測(cè)量誤差。

八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

共 10 分，得 0 分

九、原始數(shù)據(jù)：

十、教師評(píng)語(yǔ)：

第三篇：?jiǎn)螖[教案

單擺·教案

一、教學(xué)目標(biāo)

1．知識(shí)與技能：(1)理解單擺模型的特點(diǎn)；(2)掌握單擺的運(yùn)動(dòng)特征和規(guī)律 2．過(guò)程與方法

(1)單擺物理模型的構(gòu)建過(guò)程，“簡(jiǎn)化”和“相對(duì)”(2)單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究過(guò)程 3．情感態(tài)度價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求的科學(xué)精神，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成善觀察生活的好習(xí)慣，體會(huì)物理學(xué)科中研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般方法。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

對(duì)單擺運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究中對(duì)單擺的受力的分析。

三、教具

單擺

四、主要教學(xué)過(guò)程

(一)引入新課

生活中經(jīng)?？梢钥匆?jiàn)一些物體在豎直平面里的擺動(dòng)，比如天花板上的吊燈在風(fēng)吹后的擺動(dòng)，公園離得秋千在人推動(dòng)下的擺動(dòng)，以及起重機(jī)下物體的晃動(dòng)。。這些看似復(fù)雜的物體否認(rèn)擺動(dòng)究竟有什么共同的特點(diǎn)，是否有規(guī)律可循呢？

(二)進(jìn)行新課

（1）構(gòu)建模型----單擺(教師拿出實(shí)驗(yàn)室中的單擺展示)在我們實(shí)驗(yàn)室中也有這樣一個(gè)擺，但是它是不是比我們剛才所看到的擺要簡(jiǎn)單呢？

物理學(xué)在研究一些物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常會(huì)將問(wèn)題簡(jiǎn)化，抓住主要特征，忽略次要因素，根據(jù)這個(gè)思想我們就可以將剛才所舉的例子中的物體簡(jiǎn)化為一根繩加一個(gè)小球，在物理學(xué)中，我們把這個(gè)模型叫做單擺，也就是我們實(shí)驗(yàn)室的這套裝置。這樣，我們就可以通過(guò)對(duì)單擺模型的研究來(lái)獲悉這些物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律了（2）單擺模型的結(jié)構(gòu)特征

(教師拿出實(shí)驗(yàn)室中的單擺展示)，我們說(shuō)，研究一個(gè)物體首先要從他的結(jié)結(jié)構(gòu)入手，大家可以仔細(xì)觀察一下這個(gè)模型，它的結(jié)構(gòu)有什什么特點(diǎn)呢？

（教師提問(wèn)，學(xué)生回答，引導(dǎo)學(xué)生）繩相對(duì)于單擺的直徑很長(zhǎng)，小球的體積小，密度大（向?qū)W生強(qiáng)調(diào)“相對(duì)”的思想）（3）單擺運(yùn)動(dòng)特征的探究

1，通過(guò)觀察初步判斷單擺的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：

我們剛才了解了單擺模型的結(jié)構(gòu)特征，那么當(dāng)這個(gè)單擺運(yùn)動(dòng)起來(lái)之后會(huì)怎樣呢？（老師演示單擺的擺動(dòng)）提問(wèn)它的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的。

學(xué)生可能答（圓?。┙處熇^續(xù)問(wèn)還有什么特征，學(xué)生可能答：來(lái)回?cái)[動(dòng)

教師總結(jié)：?jiǎn)螖[軌跡是圓弧，也就是說(shuō)他是圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，小球在一個(gè)位置附近擺來(lái)擺去，符合機(jī)械振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征，因此我們可以首先判斷單擺做的是圓周運(yùn)動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)。2，通過(guò)受力分析來(lái)探究單擺的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

單靠觀察是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用的，我們說(shuō)過(guò)物體的運(yùn)動(dòng)都是由力決定的，因此我們有必要對(duì)單擺的受力進(jìn)行分析,我們以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，選取它偏離平衡位置的一個(gè)時(shí)刻，此時(shí)擺球受重力G，拉力T作用，現(xiàn)在我們就要對(duì)力進(jìn)行分解: 由于擺球沿圓弧運(yùn)動(dòng)，它必定會(huì)有一個(gè)分力提供向心力，因此我們沿繩向○分解，此外，我們通過(guò)觀察知道單擺做機(jī)械振動(dòng)必然有一個(gè)恢復(fù)力，因此我們還要向平衡位置方向分解。

(然后老師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)做受力分析)得出Ｇ1＝Ｇsinθ＝mgsinθ； Ｇ2＝Gcosθ＝mgcosθ，正是沿運(yùn)動(dòng)方向的合力Ｇ1＝mgsinθ提供了擺球擺動(dòng)的回復(fù)力，在擺角很小時(shí)，sinθ＝θ 又回復(fù)力Ｆ＝mgsinθ Ｆ＝mg·（ｘ表示擺球偏離平衡位置的位移，ｌ表示單擺的擺長(zhǎng)）

在擺角θ很小時(shí)，回復(fù)力的方向與擺球偏離平衡位置的位移方向相反，大小成正比，單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).我們規(guī)定這個(gè)臨界角為5°。

到此，我們得到結(jié)論，當(dāng)單擺的擺角很小時(shí)，單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

（三）課堂小結(jié)

在課堂的開(kāi)始，我們對(duì)生活中的一些物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了觀察，為了探尋他們的規(guī)律，我們將其簡(jiǎn)化，得出了一個(gè)物理模型單擺，通過(guò)對(duì)單擺運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究，我們知道了單擺在擺角很小的時(shí)候在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。這個(gè)過(guò)程概括起來(lái)就是觀察生活中的物理現(xiàn)象到抽象建模，再到物理模型研究最后得出結(jié)論，這個(gè)其實(shí)就是物理學(xué)科中研究物體運(yùn)動(dòng)的一般方法，在今后的物理學(xué)習(xí)中大家還會(huì)遇到。

第四篇：?jiǎn)螖[精品教案

單擺

一、教學(xué)目標(biāo)

1．在物理知識(shí)方面的要求：

(1)理解單擺振動(dòng)的特點(diǎn)及它做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件；(2)掌握單擺振動(dòng)的周期公式。

2．觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出周期的影響因素，培養(yǎng)學(xué)生由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出物理結(jié)論的能力。

3．在做演示實(shí)驗(yàn)之前，可先提出疑問(wèn)，引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，讓學(xué)生先猜想實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由教師實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使學(xué)生能更好的有目的去觀察實(shí)驗(yàn)。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．本課重點(diǎn)在于掌握好單擺的周期公式及其成立條件。2．本課難點(diǎn)在于單擺回復(fù)力的分析。

解決方案：對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容通過(guò)課堂鞏固練習(xí)加深印象。本課難點(diǎn)在于力的分析上，由教師畫(huà)好受力分析圖，用彩粉筆標(biāo)示，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生看書(shū)，這部分內(nèi)容屬于A類(lèi)要求及了解內(nèi)容，只要使大部分學(xué)生能明白基本過(guò)程即可，重在強(qiáng)調(diào)最后結(jié)論。

三、教具

1．演示單擺振動(dòng)周期的影響因素

三個(gè)單擺：兩個(gè)擺長(zhǎng)相同，質(zhì)量不同；兩個(gè)擺長(zhǎng)不同。2．投影儀，投影片。(內(nèi)容見(jiàn)附錄)

四、主要教學(xué)過(guò)程(一)引入新課

提問(wèn)：什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？

答：物體做機(jī)械振動(dòng)，受到的回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。前節(jié)課我們學(xué)習(xí)了彈簧振子，了解了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)周期。日常生活中，我們常常見(jiàn)到鐘表店里擺鐘擺錘的振動(dòng)(教師展示擺鐘鐘擺的振動(dòng))，這種振動(dòng)有什么特點(diǎn)呢？它是根據(jù)什么原理制成的？鐘擺類(lèi)似于物理上的一種理想模型——單擺。我們就來(lái)分析一下單擺來(lái)解決以上的問(wèn)題。

(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

(教師拿出單擺展示，同時(shí)介紹單擺構(gòu)成)這就是單擺，一根繩子上端固定，下端系著一個(gè)球。物理上的單擺，是在一個(gè)固定的懸點(diǎn)下，用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，系住一個(gè)一定質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)，在豎直平面內(nèi)小角度地?cái)[動(dòng)。所以，實(shí)際的單擺要求繩子輕而長(zhǎng)，小球要小而重，將擺球拉到某一高度由靜止釋放，單擺振動(dòng)類(lèi)似于鐘擺振動(dòng)。我們這一章研究的是機(jī)械振動(dòng)，而單擺振動(dòng)也屬于機(jī)械振動(dòng)，單擺振動(dòng)也是在某一平衡位置附近來(lái)回振動(dòng)，這個(gè)平衡位置，就是繩子處于豎直的位置。

我們?cè)趯W(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)時(shí)，曾經(jīng)提到過(guò)機(jī)械振動(dòng)的兩個(gè)必要條件，一是運(yùn)動(dòng)中物體所受阻力要足夠??；二是物體離開(kāi)平衡位置后，總是受到回復(fù)力的作用。對(duì)于第一個(gè)條件單擺是符合的，單擺繩要輕而長(zhǎng)，球要小而重都是為了減少阻力；第二個(gè)條件說(shuō)到回復(fù)力。

提問(wèn)：?jiǎn)螖[的回復(fù)力又由誰(shuí)來(lái)提供？

答：?jiǎn)螖[的回復(fù)力由繩的拉力和重力的合力來(lái)提供。(教師對(duì)答案先不否定，通過(guò)對(duì)學(xué)生的提問(wèn)，教師把受力圖畫(huà)在黑板上。)

1．單擺的回復(fù)力

要分析單擺回復(fù)力，先從單擺受力入手。單擺從A位置釋放，沿AOB圓弧在平衡點(diǎn)O附近來(lái)回運(yùn)動(dòng)，以任一位置C為例，此時(shí)擺球受重力G，拉力T作用，由于擺球沿圓弧運(yùn)動(dòng)，所以將重力分解成切線方向分力G1和沿半徑方向G2，懸線拉力T和G2合力必然沿半徑指向圓心，提供了向心力。那么另一重力分力G1不論是在O左側(cè)還是右側(cè)始終指向平衡位置，而且正是在G1作用下擺球才能回到平衡位置。(此處可以再?gòu)?fù)習(xí)近平衡位置與回復(fù)力的關(guān)系：平衡位置是回復(fù)力為零的位置。)因此G1就是擺球的回復(fù)力。回復(fù)力怎么表示？由單擺的回復(fù)力的表達(dá)式能否看出單擺的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？書(shū)上已給出了具體的推導(dǎo)過(guò)程，其中用到了兩個(gè)近似：(1)sinα≈α；(2)在小角度下AO直線與AO弧線近似相等。這兩個(gè)近似成立的條件是擺角很小，α＜5°。(見(jiàn)附表，打印在投影片上。)由投影片我們可知α在5°之內(nèi)，并且以弧度為角度單位，sinα≈α。

在分析了推導(dǎo)過(guò)程后，給出結(jié)論：α＜5°的情況下，單擺的回復(fù)力為

滿(mǎn)足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件，即物體在大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反的回復(fù)力作用下的振動(dòng)，為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。所以，當(dāng)α＜5°時(shí)，單擺振動(dòng)是一種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

2．單擺振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

特征：回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。

但這個(gè)回復(fù)力的得到并不是無(wú)條件的，一定是在擺角α＜5°時(shí)，單擺振動(dòng)回復(fù)力才具有這個(gè)特征。這也就是單擺振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件。

條件：擺角α＜5°。

前面我們所學(xué)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是以彈簧振子系統(tǒng)為例，單擺振動(dòng)和彈簧振子不同，從回復(fù)力上說(shuō)，雖然都具有同一特征，卻由不同的力來(lái)提供。彈簧振子回復(fù)力由合力提供，而單擺則是由重力的一個(gè)分力來(lái)提供回復(fù)力。這是回復(fù)力不同，那么其他方面，還有沒(méi)有不同呢？我們?cè)趯W(xué)習(xí)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，還提到過(guò)彈簧振子系統(tǒng)周期與振幅無(wú)關(guān)，那么單擺的周期和振幅有沒(méi)有關(guān)系呢？下面我們做個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)看一看。

3．單擺的周期

要研究周期和振幅有沒(méi)有關(guān)系，其他條件就應(yīng)不變。這里有兩個(gè)單擺(展示單擺)，擺長(zhǎng)相同，擺球質(zhì)量不同，這會(huì)不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢？也就是單擺的周期和擺球的質(zhì)量有沒(méi)有關(guān)？那么就先來(lái)看一下質(zhì)量不同，擺長(zhǎng)和振幅相同，單擺振動(dòng)周期是不是相同。

[演示1] 將擺長(zhǎng)相同，質(zhì)量不同的擺球拉到同一高度釋放。

現(xiàn)象：兩擺球擺動(dòng)是同步的，即說(shuō)明單擺的周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，不會(huì)受影響。

那么就可以用這兩個(gè)單擺去研究周期和振幅的關(guān)系了，在做之前還要明確一點(diǎn)，振幅是不是可任意??？這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要是為研究屬于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺振動(dòng)的周期，所以擺角不要超過(guò)5°。

[演示2] 擺角小于 5°的情況下，把兩個(gè)擺球從不同高度釋放。現(xiàn)象：擺球同步振動(dòng)，說(shuō)明單擺振動(dòng)的周期和振幅無(wú)關(guān)。

剛才做過(guò)的兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了單擺振動(dòng)周期和擺球質(zhì)量、振幅無(wú)關(guān)，那么周期和什么有關(guān)？由前所說(shuō)這兩個(gè)擺擺長(zhǎng)相等，如果L不等，改變了這個(gè)條件會(huì)不會(huì)影響周期？

[演示3] 取擺長(zhǎng)不同，兩個(gè)擺球從某一高度同時(shí)釋放，注意要α＜5°。現(xiàn)象：兩擺振動(dòng)不同步，而且擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，振動(dòng)就越慢。這說(shuō)明單擺振動(dòng)和擺長(zhǎng)有關(guān)。具體有什么關(guān)系呢？經(jīng)過(guò)一系列的理論推導(dǎo)和證明得到：

同時(shí)這個(gè)公式的提出，也是在單擺振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的前提下，即滿(mǎn)足擺角α＜5°。

條件：擺角α＜5°

還可以根據(jù)這個(gè)周期公式測(cè)某地的重力加速度，由公式可知只要測(cè)出單擺的擺長(zhǎng)、周期，就可以得到單擺所在地的重力加速度。

提問(wèn)：由以上演示實(shí)驗(yàn)和周期公式，我們可知道周期與哪些因素有關(guān)，與哪些因素?zé)o關(guān)？

答：周期與擺長(zhǎng)和重力加速度有關(guān)，而與振幅和質(zhì)量無(wú)關(guān)。

單擺周期的這種與振幅無(wú)關(guān)的性質(zhì)，叫做等時(shí)性。單擺的等時(shí)性是由伽利略首先發(fā)現(xiàn)的。(此處可以講一下伽利略發(fā)現(xiàn)單擺等時(shí)性的小故事。)鐘擺的擺動(dòng)就具有這種性質(zhì)，擺鐘也是根據(jù)這個(gè)原理制成的，據(jù)說(shuō)這種等時(shí)性最早是由伽利略從教堂的燈的擺動(dòng)發(fā)現(xiàn)的。如果條件改變了，比如說(shuō)(拿出擺鐘展示)這個(gè)鐘走得慢了，那么就要把擺長(zhǎng)調(diào)整一下，應(yīng)縮短L，使T減小；如果這個(gè)鐘在北京走得好好的，帶到廣州去會(huì)怎么樣？由于廣州g，小于北京的g值，所以T變大，鐘也會(huì)走慢；同樣，把鐘帶到月球上鐘也會(huì)變慢。

4．課堂練習(xí)(見(jiàn)投影片)[題目]甲乙兩個(gè)單擺，甲的擺長(zhǎng)是乙擺長(zhǎng)的4倍，乙擺球質(zhì)量是甲球質(zhì)量的2倍。在甲振動(dòng)5次的時(shí)間內(nèi)，乙擺球振動(dòng)______次。

分析：此題考查的是周期的影響因素。已知擺長(zhǎng)和質(zhì)量比例關(guān)系，但由周期公式和前面所做演示實(shí)驗(yàn)可知，周期與質(zhì)量無(wú)關(guān)，甲的擺長(zhǎng)是乙的擺長(zhǎng)的4倍，那么甲的周期就是乙的周期的2倍，頻率是1/2，所以甲振動(dòng)5次，同時(shí)乙振動(dòng)10次。

(三)課堂小結(jié)

本節(jié)課主要講了單擺振動(dòng)的規(guī)律，只有在小角度時(shí)單擺振動(dòng)才能近

式測(cè)某地的重力加速度，由公式可知只要測(cè)出單擺的擺長(zhǎng)、周期，就可以得到單擺所在地的重力加速度。

第五篇：測(cè)量重力加速度的方法教案

一、測(cè)量重力加速度的幾種方法

1、平衡法。用彈簧秤掉一鉤碼，使其處于靜止?fàn)顟B(tài)，利用重力等于拉力，求出g。

2、自由落體法。從高處由靜止釋放一重物，測(cè)出高度h及下落時(shí)間t求出g。

3、滴水法。

（1）讓水滴落到墊起來(lái)的盤(pán)子上，可以聽(tīng)到水滴每次碰盤(pán)子的聲音，仔細(xì)地調(diào)整水龍頭的閥門(mén)，使第一滴水碰到盤(pán)的瞬間，同時(shí)第二滴水正好從閥門(mén)處開(kāi)始下落。（2）從聽(tīng)到某個(gè)水滴的聲音時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，并數(shù)“0”，以后每聽(tīng)到一次響聲，順次加1，直到數(shù)到“100”，計(jì)時(shí)停止，秒表上時(shí)間為40s。

（3）用米尺量出水龍頭滴水處到盤(pán)子的距離為78.56cm，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出重力加速度的值為_(kāi)_________。

4、頻閃照片法。

測(cè)出高度h，知道頻閃光源時(shí)間間隔T,即可求出g.5、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)重力加速度

二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)重力加速度

實(shí)驗(yàn)原理

物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：h=1/2gt2得g=

實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，重錘，米尺，電源

實(shí)驗(yàn)步驟

1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該豎直固定在桌面邊沿上

2．在手釋放紙帶的瞬間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器剛好打下一個(gè)點(diǎn)子，紙帶上最初兩點(diǎn)間的距離約為2毫米。為什么？ 測(cè)量的量： a．從起始點(diǎn)到某一研究點(diǎn)之間的距離，就是重錘下落的高度h，則距離為h1；測(cè)多個(gè)點(diǎn)到起始點(diǎn)的高h(yuǎn)1、h2、h3、h4（各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離要遠(yuǎn)一些好）b．不必測(cè)重錘的質(zhì)量 注意事項(xiàng)

1.選擇紙帶的條件：打點(diǎn)清淅；第1、2兩點(diǎn)距離約為2毫米。2.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)豎直固定，紙帶應(yīng)豎直。3.實(shí)驗(yàn)操作關(guān)鍵：先合上電源，再松開(kāi)紙帶。4.為減小誤差，重錘應(yīng)適當(dāng)大一些。誤差分析：

由于重錘受到___________作用，所以重力加速度的測(cè)量值略_____________真實(shí)值。某同學(xué)用下圖所示裝置測(cè)量重力加速度g，所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所有測(cè)量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號(hào)如圖所示。

該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔）： 方法一：由方法二：由

哪種方法更合理？，取平均值，取平均值