2024-2025學年新教材高中物理第二章機械振動5實驗：用單擺測量重力加速度教案1新人教版選擇性必修第一冊主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：高中物理實驗課——用單擺測量重力加速度

2.教學年級和班級：高二年級一班

3.授課時間：2024年10月10日

4.教學時數：45分鐘

核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標主要圍繞科學探究、物理觀念、科學思維和科學態(tài)度四個方面展開。

1.科學探究：通過實驗，讓學生掌握單擺測量重力加速度的基本方法，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和問題解決能力。

2.物理觀念：使學生理解重力加速度的概念，并能運用單擺公式進行簡單的計算，建立物理模型。

3.科學思維：培養(yǎng)學生運用控制變量法進行科學實驗的能力，訓練學生的邏輯思維和數據分析能力。

4.科學態(tài)度：在實驗過程中，培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度，注重實驗數據的準確性，提高學生的實驗素養(yǎng)。學情分析高二年級一班的學生整體上物理基礎扎實，對物理實驗有一定的了解和興趣。他們在學習過程中表現出良好的思維活躍性和探究精神。但在實驗操作、數據處理和物理觀念的應用等方面，學生的能力存在一定的差異。

1.知識層面：大部分學生掌握了單擺的基本原理，了解重力加速度的概念。然而，對于單擺實驗的細節(jié)和注意事項，部分學生可能掌握得不夠牢固。

2.能力層面：學生在物理實驗方面的操作能力較強，能熟練使用實驗儀器。但在數據處理方面，部分學生存在一定的困難，如對誤差分析、最小二乘法等統(tǒng)計方法掌握不熟練。

3.素質層面：大部分學生具備良好的邏輯思維和分析問題的能力，能較快地掌握新知識。然而，部分學生在面對復雜問題時，容易產生焦慮情緒，影響解決問題的效率。

4.行為習慣方面：學生們普遍具備較強的學習自覺性，但部分學生在課堂討論中主動性不足，往往過于依賴老師的引導。此外，部分學生在實驗操作過程中，對細節(jié)把握不夠，容易疏忽。

針對以上學情，教師在教學過程中應注重啟發(fā)式教學，激發(fā)學生的學習興趣和探究精神。對于實驗操作和數據處理等薄弱環(huán)節(jié)，要加強針對性訓練，提高學生的實踐能力。同時，鼓勵學生在課堂討論中積極發(fā)言，培養(yǎng)他們的自主學習能力和團隊協(xié)作精神。在實驗過程中，教師應注重引導，讓學生充分理解實驗原理，培養(yǎng)他們嚴謹的科學態(tài)度。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源1.軟硬件資源：實驗室內的單擺實驗儀器、計算機、投影儀、白板等。

2.課程平臺：學校提供的教學管理系統(tǒng)，可用于發(fā)布課程資料、交流討論等。

3.信息化資源：多媒體教學課件、實驗操作視頻、相關學術論文等。

4.教學手段：講授法、實驗操作指導、小組討論、問題驅動教學等。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預習資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預習目標和要求。

-設計預習問題：圍繞單擺實驗原理，設計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導學生自主思考。

-監(jiān)控預習進度：利用平臺功能或學生反饋，監(jiān)控學生的預習進度，確保預習效果。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：按照預習要求，自主閱讀預習資料，理解單擺實驗的基本原理。

-思考預習問題：針對預習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預習成果：將預習成果（如筆記、思維導圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主思考，培養(yǎng)自主學習能力。

-信息技術手段：利用在線平臺、微信群等，實現預習資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學生提前了解單擺實驗，為課堂學習做好準備。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過故事、案例或視頻等方式，引出單擺實驗，激發(fā)學生的學習興趣。

-講解知識點：詳細講解單擺實驗的原理和操作步驟，結合實例幫助學生理解。

-組織課堂活動：設計小組討論、實驗操作等活動，讓學生在實踐中掌握實驗技能。

-解答疑問：針對學生在學習中產生的疑問，進行及時解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：積極參與小組討論、實驗操作等活動，體驗單擺實驗的應用。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細講解，幫助學生理解單擺實驗的原理和操作步驟。

-實踐活動法：設計實踐活動，讓學生在實踐中掌握實驗技能。

-合作學習法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學生深入理解單擺實驗的原理和操作步驟，掌握實驗技能。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學習，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據單擺實驗，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-提供拓展資源：提供與單擺實驗相關的拓展資源（如書籍、網站、視頻等），供學生進一步學習。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導。

學生活動：

-完成作業(yè)：認真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-拓展學習：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學習和思考。

-反思總結：對自己的學習過程和成果進行反思和總結，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

-反思總結法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結。

作用與目的：

-鞏固學生在課堂上學到的單擺實驗知識和技能。

-通過拓展學習，拓寬學生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結，幫助學生發(fā)現自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。教學資源拓展1.拓展資源：

（1）科普文章：為學生提供關于重力加速度在現代科技領域應用的科普文章，如航天、地震預測等，幫助學生了解重力加速度在實際生活中的重要性。

（2）物理學史：介紹科學家伽利略、牛頓等對重力加速度的研究成果，以及他們在物理學發(fā)展中的貢獻，幫助學生了解重力加速度的歷史背景。

（3）實驗視頻：提供其他單擺實驗的視頻，如復雜單擺、非理想單擺等，讓學生了解單擺實驗的多樣性，提高學生的實驗操作能力。

（4）學術研究：為學生提供關于單擺實驗的學術論文，讓學生了解單擺實驗在學術研究中的應用，提高學生的學術素養(yǎng)。

2.拓展建議：

（1）讓學生閱讀科普文章，了解重力加速度在實際生活中的應用，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

（2）讓學生學習物理學史，了解重力加速度的研究歷程，培養(yǎng)學生的科學精神。

（3）讓學生觀看實驗視頻，學習不同類型的單擺實驗，提高學生的實驗操作能力。

（4）讓學生閱讀學術論文，了解單擺實驗在學術研究中的應用，提高學生的學術素養(yǎng)。

（5）組織學生進行小研究，讓學生自己設計單擺實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。內容邏輯關系①單擺實驗原理：詳細闡述單擺實驗的基本原理，包括單擺的周期公式、重力加速度的計算方法等，讓學生理解單擺實驗的物理意義。

②實驗操作步驟：明確單擺實驗的操作步驟，包括擺長測量、周期測量等，以及實驗中的注意事項，如擺角控制、空氣阻力的影響等。

③數據處理與分析：講解如何進行單擺實驗的數據處理，包括誤差的分析、最小二乘法等統(tǒng)計方法的應用，以及對實驗結果進行合理分析的方法。課堂小結，當堂檢測1.課堂小結

本節(jié)課我們學習了用單擺測量重力加速度的實驗。通過實驗，我們了解了單擺的周期公式，掌握了如何通過測量單擺的周期來計算重力加速度的方法。在實驗過程中，我們學習了如何控制擺角、如何減小空氣阻力的影響等實驗技巧。同時，我們還學習了如何對實驗數據進行處理和分析，包括誤差的分析和最小二乘法的應用。

2.當堂檢測

（1）填空題

①單擺的周期公式為__________。

②用單擺測量重力加速度的實驗中，需要控制的變量有__________。

③在實驗中，為了減小空氣阻力的影響，我們可以__________。

（2）選擇題

①在單擺實驗中，擺角應控制在__________范圍內。

A.0°B.5°C.10°D.20°

②在數據處理中，我們通常采用__________來減小誤差。

A.平均值B.中位數C.眾數D.最大值和最小值

（3）解答題

請根據以下實驗數據，計算重力加速度的大小。

實驗數據：

擺長L=1.0m

擺動周期T=2.0s

解答：

__________課后作業(yè)1.請根據單擺的周期公式，計算在不同擺長下單擺的周期。

答案：

擺長L=0.5m時，周期T=1.0s

擺長L=1.0m時，周期T=2.0s

擺長L=1.5m時，周期T=2.5s

擺長L=2.0m時，周期T=3.0s

擺長L=2.5m時，周期T=3.5s

2.請根據單擺實驗的數據，計算不同擺長下重力加速度的大小。

答案：

擺長L=0.5m時，重力加速度g=9.8m/s2

擺長L=1.0m時，重力加速度g=9.8m/s2

擺長L=1.5m時，重力加速度g=9.8m/s2

擺長L=2.0m時，重力加速度g=9.8m/s2

擺長L=2.5m時，重力加速度g=9.8m/s2

3.請根據實驗數據，計算單擺實驗的誤差。

答案：

擺長L=0.5m時，誤差ΔL=±0.005m

擺長L=1.0m時，誤差ΔL=±0.005m

擺長L=1.5m時，誤差ΔL=±0.005m

擺長L=2.0m時，誤差ΔL=±0.005m

擺長L=2.5m時，誤差ΔL=±0.005m

4.請根據實驗數據，計算單擺實驗的相對誤差。

答案：

擺長L=0.5m時，相對誤差ΔL/L=±0.5%

擺長L=1.0m時，相對誤差ΔL/L=±0.5%

擺長L=1.5m時，相對誤差ΔL/L=±0.5%

擺長L=2.0m時，相對誤差ΔL/L=±0.5%

擺長L