用单摆测重力加速度
一、教学任务分析
高一学生已经学习了自由落体运动，了解了重力加速度的概念；本章前几节又学习了简谐运动，研究了单摆的振动周期，知道周期公式以及成立的条件。

知识背景充足。

我认为这一节课一是让学生加深对单摆简谐运动的理解和认识，二是培养学生实验技能，加强学生的科学素养，这才是这一节课最重要的目的。

二、教学目标
1、知识与技能
（1）、使学生学会用单摆测定当地的重力加速度；
（2）、使学生学会处理数据的方法；
（3）、让学生能正确熟练地使用秒表。

2、过程与方法
学生发散思维、探究重力加速度的测量方法──明确本实验的测量原理──组织实验器材、探究实验步骤──进行实验──分析数据，得出实验结论。

这一条探究之路。

3、情感态度与价值观
（1）、通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。

（2）、通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。

三、教学重点与难点
重点： 1.了解单摆的构成。

2. 单摆的周期公式。

3. 处理数据的方法。

难点： 1. 计时的准确性。

2. 计数的准确性。

四、教学资源：
长约一米的细丝线、通过球心开有小孔的金属球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、秒表。

多媒体。

五、教学设计思路
本设计的基本思路是：
第一，通过计时时刻的确定（以最低点速度最快时为计时起点）、推导用单摆测重力
加速度的公式（g=
2
2
4L
T
π∆
∆
）、摆球的要求（重且小）、摆长的确定（从球重心到悬点的长
度）及单摆做简谐运动的条件（在一个平面内运动且摆角小于50）。

第二，通过探讨测量加速度的方法，编写实验步骤时要指明器材、方法和公式；根据实验原理确定器材、通过测定摆球直径了解有效数字和精确度的匹配；通过测量30-50次全振动的时间确定周期以减小偶然误差；数据处理的两种方法平均法和图像法；试着分析实验误差。

第三，用分组探究、分析讨论的方法使学生深刻体会、经历实验的过程，让学生明白做什么，为什么这样做，这样做的误差在哪里，做一个实验的设计者和操作者，而不是旁观者和执行者。

切实提高学生的实验技能，培养他们对物理实验的热情和素养。

最后让学生利用课堂学到的实验技能写出用打点计时器测重力加速度的实验报告，加以巩固和提高。

六、教学流程
1．教学主要环节
本节课可分为三个主要的教学环节。

第一环节，复习背景知识和实例，引入新课
第二环节，通过对分析实验原理，探讨实验过程中需要注意的点。

第三环节，通过习题进行课堂反馈。

2
3．板书设计
重力加速度的测量 方法一：测力计和天平 理论
方法二：自由落体
T= 2g
L π
方法三：单摆
L T
g 22
4π=
方法四：万有引力
七、教案示例 1．情景引人
美国阿波罗计划是人类历史上的一个壮举，人类首次踏上了地球之外的天体。

但是有人质疑整个计划可能是场骗局。

其中质疑之一就是某段录像中，根据人下落的距离和所用的时
间，得到当地的重力加速度为约 6.8m/s 2
，显然跟我们普遍认知的月球上重力加速度约为
1.6m/s 2
有较大偏差。

那么， 这种通过自由落体运动，还有哪些方法可以测量当地的重力加速度呢？
2、进行科学探究 （1）提出问题
让学生给出单摆测量加速度的理论原理。

T= 2g
L
π。

并推导出L T g 224π=。

（2）探讨研究
分组探讨下列问题
1) 如何保证摆动过程中摆长不变？ 2) 小球摆到何处时开始计时？ 3) 如何对振动次数计数？ 4) 如何保证摆角小于5°？
3、进行实验
(1）、根据讨论结果，各组编写实验步骤（强调编写步骤中要指明器材、方法、公式），设计表格
(2）、出示参考实验步骤，表格，并放用单摆测重力加速度实验的录像。

实验步骤：①做单摆，并固定在铁架台上；
②用米尺量出悬线长l ，用米尺和三角板测出摆球直径d ，算出摆长L=l+d/2； ③使单摆在同一平面内小角度摆动，从最低点开始计时，用秒表测出n 次（一般30-50次）全振动的时间t ，计算出周期T=t/n ； ④改变摆长，重做几次实验。

⑤整理器材。

参考表格：
次数 摆长L （米） 振动次数n （次）
时间t(秒)
周期T(秒) g
1 2 3
平均值：___________
4．误差分析以及课堂反馈 问题一： 某同学测定的g 数值比公认值大，可能的情况是？ 如果g 偏小呢？ 问题二：
一位同学用单摆做测定重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如下存在遗漏或错误的步骤，请指出这些步骤的字母并改正: 1. 测摆长L ，用米尺量出摆线的长度l 。

2. 测周期T ：将摆线拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表柄头开始
计时，同时将此次通过最低点作为第一次。

3. 接着一直数到第60次通过最低点时，按秒表柄头停止计时，读出这段时间t ，算出
T=t/60。

4. 将所测得的l 和T 代入 算出g 作为实验的最后结果写入实验报告中去。

问题三： 为了提高实验精度，在实验中科改变几次摆长，并测出对应周期T ，从而得出l 与T 的数据，如表所示。

描出T 2—l 图线。

通过图线求当地重力加速度g=_______
序号 摆长(m) T 2(s 2) 1 0.600 2.47 2 0.650 2.67 3 0.700 2.88 4 0.750 3.08 5 0.800 3.29 6 0.850
3.49
g
l
T π2=。