“教學評”一體化教學設計課時設計課題2.6實驗：用單擺測量重力加速度課型新授課eq\o\ac(□,√)復習課□試卷講評課□其他課□授課班級授課時間2023年月日教學內(nèi)容分析《實驗：用單擺測量重力加速度》本節(jié)課是和單擺作為一節(jié)，現(xiàn)在獨立出來，更加凸顯實驗動手能力。根據(jù)教科書的實驗步驟，學生可以選擇圖形法，通過改變擺長得到多組數(shù)據(jù)，從推到出重力加速度。學習者分析前面幾節(jié)學生學習了簡諧運動的受力和運動特點。知道了能量的變化情況。對單擺的周期表達式已經(jīng)深入了解，本節(jié)課主要應用單擺測量當?shù)刂亓铀俣取W生已經(jīng)有了一定的觀察分析能力、歸納總結(jié)能力和邏輯思維能力。而且學生具有一定的實驗探究能力。教學目標與核心素養(yǎng)物理觀念∶能夠從周期公式推導得到重力加速度的表達式?？茖W思維∶從表達式中能夠知道需要測量的物理量，并且設計實驗?？茖W探究：能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、形成合理的結(jié)論，能用已有的物理知識解釋相關現(xiàn)象?？茖W態(tài)度與責任∶培養(yǎng)學生動手能力。教學準備多媒體課件、相關實驗器材?；顒釉O計教學內(nèi)容教師活動學生活動評價任務【提出問題引入課堂】一、新課引入了解地球表面重力加速度的分布，對地球物理學、航空航天技術及大地測量等領域有十分重要的意義。為此，就需要了解測量重力加速度的方法。理論上，與重力相關的物理現(xiàn)象都可以用來測量g。例如，利用自由落體運動、平拋運動、單擺運動的等，只要表達式里含有g即可。設計意圖：通過生活中的例子，引入課題，激發(fā)學習興趣。教師引導學生總結(jié)測量重力加速度的方法自由落體發(fā)平拋運動單擺運動引入新課思考討論總結(jié)測量重力加速度的方法培養(yǎng)學生邏輯思維能力，語言表達能力。知識點一：實驗思路（一）實驗思路惠更斯在推導出單擺的周期公式后，用一個單擺測出了巴黎的重力加速度。我們也可以采用同樣的辦法，測量所在地區(qū)的重力加速度數(shù)值。當擺角較小時，單擺做簡諧運動，根據(jù)其周期公式可得。想一想，要根據(jù)上式測量重力加速度，需要測量哪些物理量？應該如何設計實驗裝置、選擇實驗器材？怎樣才能減小實驗誤差？為了保證角度在小于5的范圍內(nèi)，要使用量角器。教師引導學生根據(jù)惠更斯得出的單擺周期表達式，提出問題要根據(jù)上式測量重力加速度，需要測量哪些物理量？應該如何設計實驗裝置、選擇實驗器材？怎樣才能減小實驗誤差？為了保證角度在小于5的范圍內(nèi)，要使用量角器。思考、討論、小組形式回答教師提出的問題從解決問題的角度探討物理問題，引導學生從建立物理與實際的聯(lián)系。二：實驗設計以及物理量的測量（二）實驗裝置如圖將鐵夾固定在鐵架臺的上端，鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，方便使用不同長度的擺線。思考與討論1.線有粗細、長短的不同，伸縮性也有區(qū)別。不同的小球，質(zhì)量和體積有差異。想一想，應如何選擇擺線和擺球？為什么？解析：這條細線不可伸長，并且沒有質(zhì)量，而小球可以被看成一個質(zhì)點。只有這樣的模型才是單擺，2.畫出了細線上端的兩種不同的懸掛方式。應該選用哪種方式？為什么？你還有更好的設計嗎？解析：上端沒有固定，擺起來時他一定在桿上動來動去。（三）物理量的測量1.擺長的測量擺長是擺線長度和小球半徑之和。怎樣測量才能減小誤差？方法：①用刻度尺直接側(cè)量小球球心與懸掛點之間的距離作為擺長l。②用游標卡尺測量小球的直徑d，用刻度尺測量懸掛點與小球上端之間的距離l′，則擺長l＝l′＋d/2。③用刻度尺先測量懸掛點與小球上端之間的距離l1，再測量懸掛點與小球下端之間的距離l2，則可得擺長l＝(l1＋l2)/22.周期的測量實際上單擺的周期很短，可想而知，用停表直接測量一個周期的誤差會很大。為了減小誤差，可以測量多次全振動的總時間，用這個總時間除以全振動的次數(shù)，就能求出一個周期的時間。這樣測量的絕對誤差沒有改變，但相對誤差就減小了，T＝t/n。問題：測量總是從擺球在哪個位置開始計時呢？從最高點或者最低點開始，不過在實際操作中，最低點的速度最大通過的時間就最短，那時間測量的誤差就最小，所以最佳的測量位置就是最低點。具體操作是這樣的，在擺球通過最低點的時候，同時按下停表，最后每次擺球通過最低點次數(shù)加一，依次類推。像這樣數(shù)到40全振動的次數(shù)就是40/2，也就是20次，總之間恰好是40.0秒。那么單板的周期就是40÷20等于兩秒。引導學生做單擺運動裝置，提出問題線有粗細、長短的不同，伸縮性也有區(qū)別。不同的小球，質(zhì)量和體積有差異。想一想，應如何選擇擺線和擺球？為什么？2.畫出了細線上端的兩種不同的懸掛方式。應該選用哪種方式？為什么？你還有更好的設計嗎？教師介紹所測量的物理量以及方法根據(jù)所學單擺知識和手邊的實驗器材設計單擺思考、回答教師提出的問題思考，操作，讀數(shù)學生通過自制單擺，根據(jù)教師提出的問題進行深入思考，對實驗進行逐步改進，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W思維。學生親自動手實驗，培養(yǎng)學生動手實驗能力。三：實驗數(shù)據(jù)分析（四）數(shù)據(jù)分析平均值法：改變擺長，重做幾次實驗．計算出每次實驗的重力加速度，最后求出幾次實驗得到的重力加速度的平均值。圖象法：分別以l和T2為縱坐標和橫坐標，作出的圖象，它應該是過原點的一條直線，根據(jù)這條直線可以求出斜率k，則重力加速度值g＝4π2k。做一做：查詢所在地區(qū)的重力加速度值，并與測得的結(jié)果進行比較。如果有差異，想想可能是什么原因造成的。提出問題；根據(jù)我們測出的數(shù)據(jù)，如何得到重力加速度呢？總結(jié)得出重力加速度的方法認真分析、總結(jié)得出重力加速度的方法，根據(jù)自己得出的數(shù)據(jù)算出當?shù)刂亓铀俣葘嶒炛蹬c查得的重力加速度進行對比，思考誤差來源。課堂練習例1：在用單擺測量重力加速度的實驗中，下面的敘述哪些是正確的，哪些是錯誤的？A.擺線要選擇細些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些B.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的C.為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺角較大D.用刻度尺測量擺線的長度l，這就是單擺的擺長E.釋放擺球，從擺球經(jīng)過平衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間t，則單擺周期T＝t/5例2：某同學在實驗探究a、b兩個物理量之間的定量關系時，測得了6組實驗數(shù)據(jù)如下表所示，它們的單位為P、Q。請用圖像（圖2.5-4）處理實驗數(shù)據(jù)，尋找它們之間的定量關系，根據(jù)圖像推出a、b之間關系的表達式，如果有常數(shù)，寫出常數(shù)的數(shù)值和單位。a/P0.50.80.91.01.21.5b/Q1.421.791.902.0