【教学评一体化】2.5 实验：用单摆测量重力加速度 教学设计（表格式）

2.5 实验：用单摆测量重力加速度--教学评大单元分课时教学设计 课 题 2.5 实验：用单摆测量重力加速度 课 型 新授课 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□ 授课班级 授课时间 2023年 月 日 教学内容分析 《实验：用单摆测量重力加速度》本节课是和单摆作为一节，现在独立出来，更加凸显实验动手能力。根据教科书的实验步骤，学生可以选择图形法，通过改变摆长得到多组数据，从推到出重力加速度。 学习者 分析 前面几节学生学习了简谐运动的受力和运动特点。知道了能量的变化情况。对单摆的周期表达式已经深入了解，本节课主要应用单摆测量当地重力加速度。学生已经有了一定的观察分析能力、归纳总结能力和逻辑思维能力。而且学生具有一定的实验探究能力。 教学目标与核心素养 物理观念∶能够从周期公式推导得到重力加速度的表达式。 科学思维∶从表达式中能够知道需要测量的物理量，并且设计实验。 科学探究：能分析数据、发现规律、形成合理的结论，能用已有的物理知识解释相关现象。 科学态度与责任∶培养学生动手能力。 教学准备 多媒体课件、相关实验器材。 活动设计 教学内容 教师活动 学生活动 评价任务 【提出问题 引入课堂】 一、新课引入 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。理论上，与重力相关的物理现象都可以用来测量g。例如，利用自由落体运动、平抛运动、单摆运动的等，只要表达式里含有g即可。 设计意图：通过生活中的例子，引入课题，激发学习兴趣。 教师引导学生总结测量重力加速度的方法 自由落体发 平抛运动 单摆运动 引入新课 思考 讨论 总结测量重力加速度的方法 培养学生逻辑思维能力，语言表达能力。 知识点一：实验思路 （一）实验思路 惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出了巴黎的重力加速度。我们也可以采用同样的办法，测量所在地区的重力加速度数值。 当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得。 想一想，要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？应该如何设计实验装置、选择实验器材？怎样才能减小实验误差？ 为了保证角度在小于5的范围内，要使用量角器。 教师引导学生根据惠更斯得出的单摆周期表达式，提出问题 要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？应该如何设计实验装置、选择实验器材？怎样才能减小实验误差？ 为了保证角度在小于5的范围内，要使用量角器。 思考、讨论、小组形式回答教师提出的问题 从解决问题的角度探讨物理问题，引导学生从建立物理与实际的联系。 二：实验设计以及物理量的测量 （二）实验装置 如图将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，方便使用不同长度的摆线。 思考与讨论 1. 线有粗细、长短的不同，伸缩性也有区别。不同的小球，质量和体积有差异。想一想，应如何选择摆线和摆球？为什么？ 解析：这条细线不可伸长，并且没有质量，而小球可以被看成一个质点。只有这样的模型才是单摆， 2. 画出了细线上端的两种不同的悬挂方式。应该选用哪种方式？为什么？你还有更好的设计吗？ 解析：上端没有固定，摆起来时他一定在杆上动来动去。 （三）物理量的测量 1.摆长的测量 摆长是摆线长度和小球半径之和。怎样测量才能减小误差？ 方法： ①用刻度尺直接侧量小球球心与悬挂点之间的距离作为摆长l。 ②用游标卡尺测量小球的直径d，用刻度尺测量悬挂点与小球上端之间的距离l′，则摆长l＝l′＋d/2。 ③用刻度尺先测量悬挂点与小球上端之间的距离l1，再测量悬挂点与小球下端之间的距离l2，则可得摆长l＝( l1＋l2)/2 2.周期的测量 实际上单摆的周期很短，可想而知，用停表直接测量一个周期的误差会很大。为 ... ...