2.5實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)量重力加速度教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2.5實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)量重力加速度教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)課程基本信息1.課程名稱：實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)量重力加速度

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期

3.授課時(shí)間：第10周周三下午第3節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)（45分鐘）

二、教學(xué)目標(biāo)

1.讓學(xué)生了解單擺的原理和測(cè)量重力加速度的方法。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決問(wèn)題的能力。

3.加深學(xué)生對(duì)物理概念的理解，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。

三、教學(xué)內(nèi)容

1.單擺原理的講解

2.重力加速度的計(jì)算方法

3.實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)

四、教學(xué)過(guò)程

1.導(dǎo)入（5分鐘）

-通過(guò)提問(wèn)方式，引導(dǎo)學(xué)生回顧單擺的原理和重力加速度的概念。

2.講解（10分鐘）

-詳細(xì)講解單擺的原理和重力加速度的計(jì)算方法。

-舉例說(shuō)明單擺實(shí)驗(yàn)的操作步驟和注意事項(xiàng)。

3.實(shí)驗(yàn)操作（20分鐘）

-學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，測(cè)量重力加速度。

-教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生問(wèn)題，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（10分鐘）

-學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析數(shù)據(jù)誤差的原因。

-教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)操作能力。

5.總結(jié)與反思（5分鐘）

-教師對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)。

-學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)心得，反思自己在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)。

五、課后作業(yè)

1.完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論。

2.復(fù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容，鞏固單擺原理和重力加速度的概念。

3.預(yù)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容，為學(xué)習(xí)新的物理知識(shí)做好準(zhǔn)備。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理概念和規(guī)律分析問(wèn)題的能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，提高學(xué)生的邏輯思維和批判性思維。

2.實(shí)驗(yàn)技能：通過(guò)單擺實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)。

3.科學(xué)探究：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集和分析的能力，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣。

4.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的精神，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和環(huán)保意識(shí)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法解決辦法：通過(guò)講解單擺周期公式，使學(xué)生理解周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系；通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)測(cè)量重力加速度的方法，并引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而突破這一難點(diǎn)。

2.重點(diǎn)難點(diǎn)：如何準(zhǔn)確地進(jìn)行單擺實(shí)驗(yàn)操作，包括擺長(zhǎng)的測(cè)量和計(jì)時(shí)等。

解決辦法：在實(shí)驗(yàn)前詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)操作步驟，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師巡回指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作；實(shí)驗(yàn)后，組織學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)技巧，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

3.重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)據(jù)處理和誤差分析，如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算重力加速度，并分析誤差來(lái)源。

解決辦法：講解數(shù)據(jù)處理的基本方法，如最小二乘法等；引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理性，學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提取有效信息；講解誤差分析的基本原理，使學(xué)生了解誤差的來(lái)源和影響，提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。教學(xué)資源1.軟硬件資源：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的單擺實(shí)驗(yàn)儀器、計(jì)時(shí)器、卷尺、天平、電腦等。

2.課程平臺(tái)：PPT課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)視頻等。

3.信息化資源：在線物理教學(xué)平臺(tái)、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件、重力加速度相關(guān)教學(xué)視頻等。

4.教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)演示、分組討論、提問(wèn)解答、實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)等。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

通過(guò)展示單擺實(shí)驗(yàn)的圖片，引起學(xué)生的興趣，提問(wèn)學(xué)生對(duì)單擺實(shí)驗(yàn)的了解，引導(dǎo)學(xué)生回顧單擺的原理和重力加速度的概念，為新課的講解做鋪墊。

2.新課講授（用時(shí)15分鐘）

1.講解單擺的原理和周期公式，引導(dǎo)學(xué)生理解周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系，并通過(guò)例題分析，加深學(xué)生的理解。

2.講解重力加速度的計(jì)算方法，通過(guò)公式推導(dǎo)，使學(xué)生掌握重力加速度的計(jì)算過(guò)程。

3.講解實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)，通過(guò)實(shí)例分析，使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵點(diǎn)，為實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

3.實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

1.學(xué)生分組進(jìn)行單擺實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)際操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)測(cè)量重力加速度的方法。

2.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理。

3.教師巡回指導(dǎo)，及時(shí)解答學(xué)生的問(wèn)題，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

4.學(xué)生小組討論（用時(shí)5分鐘）

1.學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)誤差的原因，并嘗試提出改進(jìn)措施。

2.學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)心得，討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題和解決方法。

3.學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，討論如何提高實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性和效率。

5.總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

通過(guò)提問(wèn)方式，回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，如單擺原理、重力加速度的計(jì)算方法等，檢查學(xué)生的掌握情況。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的重要性，提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中注意安全。知識(shí)點(diǎn)梳理一、單擺的原理

1.單擺的定義：?jiǎn)螖[是由一個(gè)質(zhì)點(diǎn)（如小球）和一條無(wú)質(zhì)量的輕桿（如細(xì)線）組成的物理模型。

2.單擺的周期公式：T=2π√(L/g)，其中T為周期，L為擺長(zhǎng)，g為重力加速度。

3.單擺的等效重力：在擺動(dòng)過(guò)程中，擺球受到重力、支持力和向心力三個(gè)力的作用，向心力由重力和支持力共同提供。

二、重力加速度的計(jì)算方法

1.重力加速度的定義：重力加速度是指在地球表面附近，物體受到的重力與物體的質(zhì)量的比值。

2.重力加速度的計(jì)算公式：g=mg/m，其中g(shù)為重力加速度，m為物體的質(zhì)量。

3.重力加速度的測(cè)量方法：通過(guò)單擺實(shí)驗(yàn)，測(cè)量擺長(zhǎng)L和周期T，代入周期公式計(jì)算重力加速度g。

三、實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)

1.實(shí)驗(yàn)操作步驟：

a.測(cè)量擺長(zhǎng)L：使用卷尺測(cè)量擺球的懸掛點(diǎn)到擺動(dòng)中心的距離。

b.測(cè)量周期T：記錄單擺從一側(cè)擺到另一側(cè)所需的時(shí)間。

c.計(jì)算重力加速度g：代入周期公式計(jì)算重力加速度。

2.注意事項(xiàng)：

a.擺長(zhǎng)測(cè)量要準(zhǔn)確，避免測(cè)量誤差。

b.計(jì)時(shí)要準(zhǔn)確，避免時(shí)間誤差。

c.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意安全，避免擺球脫落或損壞實(shí)驗(yàn)器材。

四、數(shù)據(jù)處理和誤差分析

1.數(shù)據(jù)處理：

a.計(jì)算平均周期T_avg：將多次測(cè)量周期取平均值。

b.計(jì)算重力加速度g_avg：代入周期公式計(jì)算平均重力加速度。

2.誤差分析：

a.擺長(zhǎng)測(cè)量誤差：可能導(dǎo)致計(jì)算出的重力加速度偏大或偏小。

b.計(jì)時(shí)誤差：可能導(dǎo)致計(jì)算出的重力加速度偏大或偏小。

c.實(shí)驗(yàn)操作誤差：可能導(dǎo)致計(jì)算出的重力加速度偏大或偏小。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

1.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：檢查擺長(zhǎng)和周期的測(cè)量是否準(zhǔn)確，計(jì)算出的重力加速度是否合理。

2.分析誤差來(lái)源：檢查擺長(zhǎng)和周期的測(cè)量誤差、計(jì)時(shí)誤差和實(shí)驗(yàn)操作誤差是否對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

3.提出改進(jìn)措施：針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的誤差，提出改進(jìn)方法，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。課后作業(yè)1.請(qǐng)根據(jù)單擺的周期公式，計(jì)算擺長(zhǎng)為10cm的單擺的周期。

答案：T=2π√(L/g)=2π√(0.1/9.8)=0.408s

2.請(qǐng)計(jì)算一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體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.請(qǐng)根據(jù)單擺實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算重力加速度，并分析數(shù)據(jù)誤差的原因。

答案：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出重力加速度為9.8m/s2，誤差原因可能包括擺長(zhǎng)測(cè)量誤差、計(jì)時(shí)誤差和實(shí)驗(yàn)操作誤差。

4.請(qǐng)簡(jiǎn)述單擺實(shí)驗(yàn)的操作步驟和注意事項(xiàng)。

答案：操作步驟包括測(cè)量擺長(zhǎng)、測(cè)量周期、計(jì)算重力加速度；注意事項(xiàng)包括準(zhǔn)確測(cè)量擺長(zhǎng)，準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，注意實(shí)驗(yàn)安全。

5.請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算單擺的周期，并分析數(shù)據(jù)誤差的原因。

答案：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出單擺的周期為0.408s，誤差原因可能包括擺長(zhǎng)測(cè)量誤差、計(jì)時(shí)誤差和實(shí)驗(yàn)操作誤差。板書設(shè)計(jì)2.詞：?jiǎn)螖[、周期、擺長(zhǎng)、重力加速