2.5实验：用单摆测量重力加速度 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

2.5实验：用单摆测量重力加速度教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2.5实验：用单摆测量重力加速度教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课程基本信息1.课程名称：实验：用单摆测量重力加速度

2.教学年级和班级：2023-2024学年高二上学期

3.授课时间：第10周周三下午第3节

4.教学时数：1课时（45分钟）

二、教学目标

1.让学生了解单摆的原理和测量重力加速度的方法。

2.通过实验，培养学生观察、分析和解决问题的能力。

3.加深学生对物理概念的理解，提高学生的实验操作能力。

三、教学内容

1.单摆原理的讲解

2.重力加速度的计算方法

3.实验操作步骤和注意事项

四、教学过程

1.导入（5分钟）

-通过提问方式，引导学生回顾单摆的原理和重力加速度的概念。

2.讲解（10分钟）

-详细讲解单摆的原理和重力加速度的计算方法。

-举例说明单摆实验的操作步骤和注意事项。

3.实验操作（20分钟）

-学生分组进行实验操作，测量重力加速度。

-教师巡回指导，解答学生问题，确保实验顺利进行。

4.实验结果分析（10分钟）

-学生汇报实验结果，分析数据误差的原因。

-教师引导学生总结实验经验，提高实验操作能力。

5.总结与反思（5分钟）

-教师对本节课的内容进行总结，强调重点知识。

-学生分享实验心得，反思自己在实验中的表现。

五、课后作业

1.完成实验报告，包括实验原理、操作步骤、数据分析和结论。

2.复习本节课的内容，巩固单摆原理和重力加速度的概念。

3.预习下一节课的内容，为学习新的物理知识做好准备。核心素养目标1.科学思维：培养学生运用物理概念和规律分析问题的能力，通过实验探究，提高学生的逻辑思维和批判性思维。

2.实验技能：通过单摆实验，提高学生的实验操作能力，培养学生的动手能力和实验安全意识。

3.科学探究：培养学生独立进行实验设计、数据收集和分析的能力，激发学生的科学探究兴趣。

4.科学态度与价值观：通过实验，培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神，增强学生的社会责任感和环保意识。重点难点及解决办法解决办法：通过讲解单摆周期公式，使学生理解周期与摆长的关系；通过实验操作，让学生亲身体验测量重力加速度的方法，并引导学生分析实验数据，从而突破这一难点。

2.重点难点：如何准确地进行单摆实验操作，包括摆长的测量和计时等。

解决办法：在实验前详细讲解实验操作步骤，强调注意事项；在实验过程中，教师巡回指导，及时纠正学生的错误操作；实验后，组织学生讨论实验技巧，总结经验。

3.重点难点：数据处理和误差分析，如何根据实验数据计算重力加速度，并分析误差来源。

解决办法：讲解数据处理的基本方法，如最小二乘法等；引导学生分析实验数据的合理性，学会从实验数据中提取有效信息；讲解误差分析的基本原理，使学生了解误差的来源和影响，提高学生的数据分析能力。教学资源1.软硬件资源：实验室内的单摆实验仪器、计时器、卷尺、天平、电脑等。

2.课程平台：PPT课件、实验指导书、实验视频等。

3.信息化资源：在线物理教学平台、物理实验教学软件、重力加速度相关教学视频等。

4.教学手段：实验演示、分组讨论、提问解答、实验操作指导等。教学流程1.导入新课（用时5分钟）

通过展示单摆实验的图片，引起学生的兴趣，提问学生对单摆实验的了解，引导学生回顾单摆的原理和重力加速度的概念，为新课的讲解做铺垫。

2.新课讲授（用时15分钟）

1.讲解单摆的原理和周期公式，引导学生理解周期与摆长的关系，并通过例题分析，加深学生的理解。

2.讲解重力加速度的计算方法，通过公式推导，使学生掌握重力加速度的计算过程。

3.讲解实验操作步骤和注意事项，通过实例分析，使学生了解实验操作的关键点，为实验做好准备。

3.实践活动（用时10分钟）

1.学生分组进行单摆实验，通过实际操作，让学生亲身体验测量重力加速度的方法。

2.学生在实验过程中，记录实验数据，并进行初步的数据处理。

3.教师巡回指导，及时解答学生的问题，确保实验顺利进行。

4.学生小组讨论（用时5分钟）

1.学生分组讨论实验数据，分析数据误差的原因，并尝试提出改进措施。

2.学生分享实验心得，讨论实验过程中的问题和解决方法。

3.学生总结实验经验，讨论如何提高实验操作的准确性和效率。

5.总结回顾（用时5分钟）

通过提问方式，回顾本节课的重点内容，如单摆原理、重力加速度的计算方法等，检查学生的掌握情况。同时，强调实验操作的重要性，提醒学生在实验中注意安全。知识点梳理一、单摆的原理

1.单摆的定义：单摆是由一个质点（如小球）和一条无质量的轻杆（如细线）组成的物理模型。

2.单摆的周期公式：T=2π√(L/g)，其中T为周期，L为摆长，g为重力加速度。

3.单摆的等效重力：在摆动过程中，摆球受到重力、支持力和向心力三个力的作用，向心力由重力和支持力共同提供。

二、重力加速度的计算方法

1.重力加速度的定义：重力加速度是指在地球表面附近，物体受到的重力与物体的质量的比值。

2.重力加速度的计算公式：g=mg/m，其中g为重力加速度，m为物体的质量。

3.重力加速度的测量方法：通过单摆实验，测量摆长L和周期T，代入周期公式计算重力加速度g。

三、实验操作步骤和注意事项

1.实验操作步骤：

a.测量摆长L：使用卷尺测量摆球的悬挂点到摆动中心的距离。

b.测量周期T：记录单摆从一侧摆到另一侧所需的时间。

c.计算重力加速度g：代入周期公式计算重力加速度。

2.注意事项：

a.摆长测量要准确，避免测量误差。

b.计时要准确，避免时间误差。

c.实验过程中要注意安全，避免摆球脱落或损坏实验器材。

四、数据处理和误差分析

1.数据处理：

a.计算平均周期T_avg：将多次测量周期取平均值。

b.计算重力加速度g_avg：代入周期公式计算平均重力加速度。

2.误差分析：

a.摆长测量误差：可能导致计算出的重力加速度偏大或偏小。

b.计时误差：可能导致计算出的重力加速度偏大或偏小。

c.实验操作误差：可能导致计算出的重力加速度偏大或偏小。

五、实验结果分析

1.分析实验数据：检查摆长和周期的测量是否准确，计算出的重力加速度是否合理。

2.分析误差来源：检查摆长和周期的测量误差、计时误差和实验操作误差是否对实验结果产生影响。

3.提出改进措施：针对实验中的误差，提出改进方法，提高实验的准确性和可靠性。课后作业1.请根据单摆的周期公式，计算摆长为10cm的单摆的周期。

答案：T=2π√(L/g)=2π√(0.1/9.8)=0.408s

2.请计算一个质量为0.5kg的物体在地球表面的重力加速度。

答案：g=mg/m=0.5×9.8/0.5=9.8m/s²

3.请根据单摆实验测得的数据，计算重力加速度，并分析数据误差的原因。

答案：根据实验数据计算出重力加速度为9.8m/s²，误差原因可能包括摆长测量误差、计时误差和实验操作误差。

4.请简述单摆实验的操作步骤和注意事项。

答案：操作步骤包括测量摆长、测量周期、计算重力加速度；注意事项包括准确测量摆长，准确计时，注意实验安全。

5.请根据实验数据，计算单摆的周期，并分析数据误差的原因。

答案：根据实验数据计算出单摆的周期为0.408s，误差原因可能包括摆长测量误差、计时误差和实验操作误差。板书设计2.词：单摆、周期、摆长、重力加速