實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度學(xué)歷案

課題名稱：“問題教學(xué)法”在高中物理課堂上的應(yīng)用研究授課人：尚俊霞使用班級(jí)：高二1班時(shí)間：2017-2-24PAGEPAGE4《實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度》學(xué)歷案學(xué)習(xí)主題/課時(shí)：人教版高中物理選修3-4第11章第4節(jié)《單擺》/1課時(shí)課標(biāo)要求:知道單擺周期與擺長、重力加速度的關(guān)系．會(huì)用單擺測(cè)定重力加速度．學(xué)習(xí)目標(biāo)：并進(jìn)行簡(jiǎn)單的誤差分析2．通過實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)一步培養(yǎng)同伴交流、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，發(fā)展探索自然、理解自然的興趣與熱情．評(píng)價(jià)任務(wù)：完成任務(wù)1、任務(wù)2學(xué)習(xí)與指導(dǎo)過程：一、課前復(fù)習(xí)1．單擺的周期公式，由此得出重力加速度的表達(dá)式是什么？2．利用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如何讀數(shù)？３．物理實(shí)驗(yàn)中常用的數(shù)據(jù)處理方法有哪些？二、課中學(xué)習(xí)（一）實(shí)驗(yàn)原理用單擺的周期公式可得所以，只要測(cè)出單擺的擺長l和周期T，就能算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭．（二）實(shí)驗(yàn)器材小鋼球一個(gè)、細(xì)線一條（約1m長）、鐵架臺(tái)、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺．（三）實(shí)驗(yàn)步驟1．安裝器材2．測(cè)擺長用米尺測(cè)量出懸線長l0，精確到毫米；用游標(biāo)卡尺測(cè)量出擺球的直徑D，精確到毫米，則擺長l=l0+D/2．3．測(cè)周期將單擺從平衡位置拉開一個(gè)小于5°角度，然后釋放小球，當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定后，過平衡位置時(shí)用秒表開始計(jì)時(shí)，測(cè)量30次～50次全振動(dòng)的時(shí)間．計(jì)算出平均擺動(dòng)一次的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)周期T．4．變擺長將單擺的擺長變短（或變長），重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，測(cè)出相應(yīng)的擺長l和周期T．（四）數(shù)據(jù)處理1．平均值法每改變一次擺長，將相應(yīng)的擺長l和周期T，代入公式中求出g值，最后求出g的平均值．設(shè)計(jì)如下表所示實(shí)驗(yàn)表格2．圖象法由得作出T2-l圖象，即以T2為縱軸，以l為橫軸．如圖所示，其斜率由圖象的斜率即可求出重力加速度g．（五）注意事項(xiàng)1．構(gòu)成單擺的條件：細(xì)線的質(zhì)量要小、彈性要小，選用體積小、密度大的小球，偏角不超過5°；2．要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，不能形成圓錐擺；3．測(cè)周期的方法：（1）要從擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)．因?yàn)榇颂幩俣却?、?jì)時(shí)誤差小，而最高點(diǎn)速度小計(jì)時(shí)誤差大；（2）要測(cè)多次全振動(dòng)的時(shí)間來計(jì)算周期．如在擺球過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表，以后每當(dāng)擺球從同一方向通過最低位置時(shí)計(jì)數(shù)1次．（六）誤差分析（七）學(xué)以致用任務(wù)1．（1）在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選用的器材為A．1m長的細(xì)線B．10cm長的粗線C．泡沫塑料小球D．小鐵球E．秒表F．時(shí)鐘G．厘米刻度米尺H．毫米刻度米尺I．游標(biāo)卡尺(2)在該實(shí)驗(yàn)中，單擺的擺角應(yīng)，從擺球經(jīng)過開始計(jì)時(shí)，測(cè)出n次全振動(dòng)的時(shí)間t，用刻度尺測(cè)出擺線長L，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球的直徑為d．用上述物理量的符號(hào)寫出重力加速度的表達(dá)式為g=．任務(wù)2．某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中：（1）小組成員在實(shí)驗(yàn)過程中有如下說法，其中正確的是（）A．把單擺從平衡位置拉開30°的擺角，并在釋放擺球的同時(shí)開始計(jì)時(shí)B．測(cè)量擺球通過最低點(diǎn)100次的時(shí)間t，則擺球周期為t/100C．用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，計(jì)算得到的重力加速度值偏大D．選擇密度較小的擺球，測(cè)得的重力加速度值誤差較?。?）下面是用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：擺長l/m0．50．60．81．1周期T2/s22．22．53．24．5利用上述數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖中描出l-T2圖象，并求出重力加速度g的值（保留兩位有效數(shù)字）．（八）我的收獲與成長三、課后固學(xué)1．一個(gè)擺鐘從甲地拿到乙地，它的鐘擺擺動(dòng)加快了，則下列對(duì)此現(xiàn)象的分析及調(diào)準(zhǔn)方法的敘述中正確的是（）A．g甲＞g乙，將擺長適當(dāng)增長B．g甲＞g乙，將擺長適當(dāng)縮短C．g甲＜g乙，將擺長適當(dāng)增長D．g甲＜g乙，將擺長適當(dāng)縮短2．一位同學(xué)用單擺做測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，他將擺掛起后，進(jìn)行了如下步驟：A．測(cè)擺長l：用米尺量出擺線的長度B．測(cè)周期T：將擺球拉起，然后放開，在擺球某次通過最低點(diǎn)時(shí)，按下停表開始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次通過最低點(diǎn)作為第一次，接著一直數(shù)到擺球第六十次通過最低時(shí)，按下停表停止計(jì)時(shí)，讀出這段時(shí)間t，算出單擺的周期C．將所測(cè)得的l和T代入單擺的周期公式算出g，將它作為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果寫入報(bào)告中去指出上面步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方，寫出該步驟的字母，并加以改正（不要求進(jìn)行誤差計(jì)算）．3．在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用擺長l和周期T計(jì)算重力加速度的公式是g=．如果已知擺球