单摆测量重力加速度教案
高中物理 1.5 实验 用单摆测定重力加速度教案 教科版选修3-4
高中物理 1.5 实验用单摆测定重力加速度教案教科版选修3-4标题：高中物理实验：用单摆测定重力加速度教案引言：单摆实验是高中物理实验中常见的实验之一，通过测定单摆的周期，可以间接测定地球重力加速度。
本教案以教科版高中选修3-4为基础，详细介绍了单摆实验的步骤、原理和注意事项，帮助学生深入理解实验过程和物理原理。
第一部分：实验的目的和背景知识介绍（500字）1. 实验目的：通过单摆实验测定重力加速度，并掌握实验操作的要领和方法。
2. 背景知识：单摆由一根不可伸长的轻细线和在线的上端悬挂的重物组成。
当单摆偏离平衡位置后释放时，会在重力的作用下沿着一定的轨迹运动。
单摆的周期与重力加速度之间存在一定的关系。
第二部分：实验材料和仪器（300字）实验材料：线材、小球、定时器、统计数据表等。
仪器：实验台、支架、钢尺、角度计、放大镜等。
第三部分：实验步骤及原理（1000字）1. 准备工作：（1）在实验台上安装支架，并将线材系于支架上。
（2）利用钢尺和角度计测量单摆的长度和摆动角度。
（3）用放大镜观察和记录摆球的摆动过程。
2. 实验步骤：（1）将摆球推至一侧，使其偏离平衡位置，并释放。
（2）利用定时器测量摆球通过平衡位置的时间。
（3）重复多次实验，统计数据，并计算平均值。
3. 实验原理：单摆在重力作用下，沿着一定的轨迹运动，形成周期性振动。
单摆的周期与重力加速度之间存在如下关系：T = 2π√(L/g)其中，T为摆动周期，L为单摆的长度，g为重力加速度。
第四部分：实验结果和数据处理（800字）1. 实验结果：根据通过定时器测得的数据，我们可以统计出摆球通过平衡位置的时间，并计算出摆动周期T。
2. 数据处理：利用摆动周期公式，我们可以根据单摆的长度和摆动周期，计算出重力加速度g的近似值。
第五部分：实验注意事项（400字）1. 安全注意：（1）实验过程中要注意站稳，避免摆球和仪器的触碰。
（2）实验结束后，要将仪器和材料归位整理，保持实验环境整洁。
《实验：用单摆测量重力加速度》 教学设计
《实验：用单摆测量重力加速度》教学设计一、教学目标1、让学生理解单摆的构成和运动规律。
2、掌握用单摆测量重力加速度的实验原理和方法。
3、培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
4、激发学生对物理实验的兴趣，培养学生严谨的科学态度和合作精神。
二、教学重难点1、教学重点（1）单摆的运动规律和实验原理。
（2）实验操作过程中的注意事项。
（3）数据处理和误差分析。
2、教学难点（1）理解单摆做简谐运动的条件。
（2）对实验误差的分析和减小误差的方法。
三、教学方法讲授法、演示法、实验法、讨论法四、教学用具单摆实验装置（包括铁架台、细线、摆球、秒表等）、多媒体设备五、教学过程1、课程导入（5 分钟）通过展示一些生活中常见的摆动现象，如秋千的摆动、钟摆的运动等，引导学生思考这些摆动的规律和特点，从而引出单摆的概念。
2、知识讲解（15 分钟）（1）讲解单摆的构成：由一根不可伸长、质量不计的细线，一端固定，另一端系一个小球。
（2）分析单摆的运动规律：在摆角较小（一般小于 5°）时，单摆做简谐运动。
（3）推导单摆测量重力加速度的实验原理：根据单摆的周期公式T ＝2π√（L/g)，可得 g ＝4π²L/T²。
只要测量出单摆的摆长 L 和周期 T，就可以计算出重力加速度 g。
3、实验演示（10 分钟）教师在讲台上进行单摆实验的演示，让学生观察实验现象，强调实验操作的要点和注意事项，如摆线要细且不可伸长、摆球要小且质量大、摆角要小等。
4、学生实验（25 分钟）学生分组进行实验，每组学生测量不同长度的单摆的周期，记录数据。
教师在学生实验过程中进行巡视和指导，及时纠正学生的错误操作，解答学生的疑问。
5、数据处理与分析（15 分钟）（1）学生将实验数据填入表格，计算出不同摆长下单摆的周期T。
（2）根据公式 g ＝4π²L/T²，计算出重力加速度 g 的值。
（3）分析实验数据，讨论误差产生的原因，如测量摆长和周期时的误差、空气阻力的影响等，探讨减小误差的方法。
《第二章 5 实验_用单摆测量重力加速度》教学设计
《实验_用单摆测量重力加速度》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解单摆的原理和测量重力加速度的基本方法。
2. 掌握应用单摆测量重力加速度的实验操作技能。
3. 学会利用实验数据计算重力加速度的值，并理解其误差来源。
二、教学重难点1. 教学重点：理解单摆原理，掌握实验操作步骤和数据处理方法。
2. 教学难点：实验数据的处理和分析，理解重力加速度的测量误差来源和影响。
三、教学准备1. 实验器械：单摆仪器、游标卡尺、停表等。
2. 实验环境：安静、无风的环境，避免影响单摆的稳定。
3. 实验指导书：包含实验目标、步骤、数据记录和处理方法等。
4. 视频资料：关于单摆实验的演示视频，帮助学生理解实验原理。
5. 课前安置学生预习实验内容，并收集关于单摆的资料。
四、教学过程：本节内容分为两课时，底下按第一课时和第二课时分别设计如下：（一）教学目标1. 知识与技能：理解单摆模型及其周期公式，掌握用单摆测定重力加速度的基本方法。
2. 过程与方法：通过实验，体验控制变量法在物理钻研中的应用。
3. 情感态度与价值观：了解单摆周期公式推导过程，培养学生勤于思考的习惯。
培养周密的科学态度和合作精神。
（二）教学重难点1. 教学重点：单摆模型的建立，单摆周期公式的推导及实验操作。
2. 教学难点：实验操作及数据处理。
（三）教学过程1. 创设情境，引入新课（1）让学生回忆伽利略对自由落体运动的钻研中，利用滴水计时测量重力加速度的方法。
（2）介绍单摆模型，并引出单摆的周期公式。
2. 讲授新课（1）单摆模型：一根不可伸长的不计质量的细线，一端固定，另一端拴一个质点，这样的系统称为单摆。
质点所受重力作用于悬点正下方附近，重力加速度在摆线方向的分量可忽略不计。
（2）单摆周期公式：T=2π√(L/g)，其中T为单摆的周期，L 为摆长，g为重力加速度。
（3）实验探究：如何测定重力加速度？请提出你的设计方案。
学生讨论后提出实验方案并进行评判。
5实验：用单摆测量重力加速度-人教版高中物理选择性必修第一册(2019版)教案
实验：用单摆测量重力加速度-人教版高中物理选择性必修第一册（2019版）教案实验目的通过摆长的测量，用单摆法测量重力加速度。
实验器材•单摆装置（包括细绳和锤子）•带刻度的钟摆支架•计时器•温度计实验原理单摆是一个振动系统，由于重力作用，振动周期与摆长之间存在一定的关系。
因此，可以通过测量单摆的周期和摆长，计算出重力加速度的大小。
在做实验时，需要注意摆长的测量误差，可采用高精度仪器进行测量，并根据实际情况进行正确的修正。
同时，还需要考虑环境因素对实验结果的影响，如温度、空气阻力等。
实验步骤1.调整单摆，使其摆动稳定。
2.测量单摆的摆长l，并记录下来。
3.记录单摆振动的周期数n和总共的时间t。
4.计算单摆的周期T，即 $T=\\frac{t}{n}$。
5.根据公式 $g=\\frac{4\\pi^2l}{T^2}$，计算重力加速度g的大小。
6.重复上述步骤，记录多组实验数据，以提高实验结果的准确性。
实验结果分析1.分别计算出多组实验数据的重力加速度g的大小，并求出平均值。
2.计算重力加速度的测量误差，并进行合理的修正。
3.分析实验中可能存在的误差来源，如温度、空气阻力等，并提出相应的改进意见。
实验注意事项1.实验时要注意安全，尤其是细绳和锤子的使用，避免伤害人身安全。
2.摆长测量时应减小误差，可采用高精度仪器进行测量，并进行正确的修正。
3.实验环境要尽可能稳定，避免温度、空气阻力等因素对实验结果的影响。
4.实验中应重复多组实验，计算平均值以提高实验结果的准确性。
实验拓展1.用其他方法测量重力加速度，如自由落体法、牛顿第二定律法等。
2.探究重力加速度与海拔高度、地球自转等因素的关系。
总结本实验利用单摆法测量重力加速度，通过测量摆长和周期，计算出重力加速度的大小。
在实验中要注意摆长测量误差的修正、环境因素的影响等问题，以提高实验结果的准确性。
实验结果对于深入理解重力加速度有着重要的作用。
高中物理人教必修一(教案)实验：用单摆测量重力加速度
实验：用单摆测量重力加速度【教学目标】1．学会用单摆测定当地的重力加速度。
2．能正确使用秒表。
3．巩固和加深对单摆周期公式的理解。
4．学习用累积法减小相对误差的方法。
【教学重难点】1．学会用单摆测定当地的重力加速度。
2．学习用累积法减小相对误差的方法。
【教学准备】长约lm的细丝线一根，球心开有小孔的金属小球一个，带有铁夹的铁架台一个，毫米刻度尺一根，秒表一块，游标卡尺一把。
【教学过程】一、实验思路教师：上节课学习了单摆的相关知识，大家是否还记得单摆的周期公式？引导学生会顾单摆的周期公式以及试用条件1．公式：T=2π√lg2．使用条件：（1）θ<5°（2）小球为质点（大小与绳长相比可以忽略不计）教师：可以看出周期公式中含重力加速度g，那么我们可以根据测量单摆的周期来间接测量重力加速度的大小。
3．测量原理：g=4π2lT2其中l为摆长，T为单摆的周期由于一般单摆的周期都不长，例如摆长1m左右的单摆其周期约为2s。
所以依靠人为的秒表计时产生的相对误差会很大。
针对这一问题本实验采用累积法计时。
即不是测定一个周期，而是测定几十个周期，例如30或50个周期。
这样一来，人用秒表计时过程中产生的误差与几十个周期的总时间相比就微乎其微了。
这种用累积法减小相对误差的方法在物理实验中经常会遇到，希望学生要认真领会其精神实质，为以后的应用打下基础。
二、实验装置教师出示装置的对比图，让学生判断选择哪种装置。
学生选择并让学生给出选择的理由。
教师进行总结：①让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆。
②把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示。
实验时p上纹个位置为基础。
三、物理量的测量1．摆长的测量教师：根据测量原理，我们需要测量的物理量有：摆长??和单摆的周期??，那么测量摆长怎么测量：学生：刻度尺测量。
“用单摆测定重力加速度”教学设计-精选教育文档
“用单摆测定重力加速度”教学设计1教学设计思路物理课程标准总目标中对学生在科学探究方面提出了要求 : 学习科学探究方法 ,发展自主学习能力 , 养成良好的思维习惯 ,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。
在物理课程标准中 , 测定重力加速度的实验只要求“用单摆测重力加速度”。
但实际上涉及重力加速度的物理模型和物理规律很多 , 本节课要求学生在测定重力加速度的探究过程中 , 学会分析和鉴别方案, 并根据所选方案进行探究。
2教学目标2.1知识与技能(1)复习与重力加速度有关的知识 , 加深学生对物理知识的理解。
(2)能对实验方案进行分析与鉴别 , 并能根据所设计实验方案进行规范操作。
2.2过程与方法让学生能够根据问题的要求和相关条件 , 构造有关的实验情景 , 优选实验原理和方案 , 确定解决问题的实验程序 , 得出准确合理的结论。
2.3情感、态度与价值观(1) 通过探究和设计活动 , 培养学生的合作精神以及实事求是、精益求精、锲而不舍的探索精神。
(2) 增强学生对科学的好奇心与求知欲 , 使学生乐于探究自然界奥秘。
3教学重点(1) 探究思想、探究过程、探究方法的渗透。
(2) 测定地球表面附近重力加速度方案的获得过程。
(3)会用单摆精确的测定重力加速度。
4教学难点(1) 将学生的学习方式由被动接受转变为主动的探究。
(2) 用单摆测定重力加速度方案的设计。
5学生情况分析(1) 本校学生为市重点中学的学生 , 学生素质较高 , 基础较好 , 理解能力较强 , 也勤于动脑 , 思路开阔。
但多数学生来自于农村 , 不太善于表达和发言。
(2) 在此之前涉及重力加速度的物理规律的教学内容很多 , 学生对这些知识的掌握基本达标。
6仪器准备铁架台,中心有小孔的金属小球 ,长约 1m的细线,刻度尺,游标卡尺, 秒表。
7教学过程7.1 提出问题在许多物理规律中 ,我们都要用到一个物理量 : 重力加速度 g。
我们通常把这个物理量看作已知量 :g=9.8m/s2 。
教案实验：用单摆测定重力加速度人教版
教案实验：用单摆测定重力加速度（人教版）一、实验原理1.1 单摆的周期公式T = 2π√(L/g)其中，T 为单摆的周期，L 为摆长，g 为重力加速度。
1.2 重力加速度的定义重力加速度g 是指在地球表面，物体自由下落时所受到的加速度。
二、实验目的2.1 了解单摆的周期公式及其应用。
2.2 学习用单摆测定重力加速度的方法。
2.3 培养实验操作能力和数据处理能力。
三、实验器材与步骤3.1 器材摆线、摆球、计时器、尺子。
3.2 步骤Step 1：摆线固定在铁架台上，摆球悬挂在摆线下方。
Step 2：测量摆线长度，并记录在实验表格中。
Step 3：启动计时器，记录摆球完成n 次全振动所需的时间t。
Step 4：计算单摆的周期T = t/n。
Step 5：根据单摆的周期公式，计算重力加速度g。
四、实验注意事项4.1 摆线要固定牢固，避免摆动过程中出现松动。
4.2 摆球质量要足够大，以减小空气阻力的影响。
4.3 计时器要精确，尽量减少误差。
4.4 实验过程中，避免振动和干扰，确保实验数据的准确性。
五、实验数据处理与分析5.1 根据实验数据，计算单摆的周期T。
5.2 利用单摆的周期公式，计算重力加速度g。
5.3 分析实验结果，探讨可能存在的误差来源。
5.4 对比理论值与实验值，评估实验方法的准确性。
六、实验拓展6.1 单摆实验的拓展应用介绍单摆实验在其他领域的应用，如天体物理学、地质学等。
6.2 重力加速度的地理差异探讨重力加速度在地球不同地理位置的差异及其原因。
七、实验报告要求7.1 实验报告结构实验目的、实验原理、实验器材与步骤、实验数据处理与分析、实验拓展、实验总结。
7.2 实验报告内容详细记录实验过程、数据、分析结果，并对实验误差进行讨论。
八、实验评价与反思8.1 实验评价指标学生实验操作的正确性、数据处理的准确性、实验报告的完整性。
8.2 实验反思学生总结实验过程中的优点和不足，提出改进措施。
九、教学建议9.1 实验教学策略结合理论教学，引导学生通过实验探究重力加速度的测定方法。
《用单摆测定重力加速度》教案
《用单摆测定重力加速度》教案些的线结，做成单摆。
（2）将线的上端用铁夹固定在铁架台上，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示。
摆长与周期的测量方法【问题5】单摆摆长的测量方法用米尺测量出摆球自然悬垂时的悬线长l′(悬挂点到小球上端的距离)，用游标卡尺测出摆球的直径d ，然后计算出悬点到球心的距离l = l′ + d/2，作为摆长的测量值。
训练卡尺的使用方法与读数。
探究思考：细线上端的两种悬挂方式，你觉得那种方式较好？为什么？答案：乙【问题6】探究单摆周期的测定方法可以测量单摆做一次全振动的时间作为它的周期的测量值；也可以测量单摆做多次全振动（例如几十次）的时间，然后通过计算，求出它的周期的测量值。
你认为哪种测量方法比较好？为什么？（后一种测量方法较好，测量单摆做多次全振动（一般取30-50次）的总时间，然后用总时间除以全振动次数，通过计算，求出它的周期的测量值。
）分析背后的原因：细线上端如果不固定，而是只缠绕在上面，则单摆摆动过程中，摆长会发生改变，由此会带来实验误差。
这种累计法测量可以减小直接测量的偶然误差。
向学生渗透物理试验过程中的科学简洁方法。
实验数据的处理方法【问题7】实验测量数据的处理方法改变摆长，重做几次实验。
根据单摆的周期公式: g = 4π2T2l，计算出每次实验得到的重力加速度值，求出几次实验得到的重力加速度的平均值：g̅=g1+g2+g3+⋯n，即可看做本地重力加速度值。
体会科学处理数据的基本方法：平均值法、图像法，都可以减小实验偶然误差。
利用图像法处理实验数据，是我们实验中经常采用的方法。
最简洁的图像关系是线性关系，合理选取【例】某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录数据如下：l/m0.50000.80000.9000 1.0000 1.2000 T/s 1.42 1.80 1.93 2.01 2.20T2/s2 2.02 3.24 3.72 4.04 4.84试以l为横坐标，T2为纵坐标，作出T2-l 图象，并由此图线求出重力加速度为。
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用单摆测重力加速度
一、 教学任务分析
高一学生已经学习了自由落体运动，
了解了重力加速度的概念； 本章前几节又学习了
简谐运动，研究了单摆的振动周期， 知道周期公式以及成立的条件。
知识背景充足。
我认为 这一节课一是
让学生加深对单摆简谐运动的理解和认识， 二是培养学生实验技能， 加强学生
的科学素养，这才是这一节课最重要的目的。
二、 教学目标 1、 知识与技能
（1） 、使学生学会用单摆测定当地的重力加速度； （2） 、使学生学会处理数据的方法； （3） 、让学生能正确熟练地使用秒表。
2、 过程与方法
学生发散思维、探究重力加速度的测量方法一一明确本实验的测量原理——组织实验器 材、探究实验步骤——进行实验一一分析数据，得出实验结论。
这一条探究之路。
3、 情感态度与价值观
（1） 、通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。
（2） 、通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。
三、 教学重点与难点
重点：1. 了解单摆的构成。
2. 单摆的周期公式。
3. 处理数据的方法。
难点： 1.计时的准确性。
2. 计数的准确性。
四、 教学资源：
长约一米的细丝线、通过球心开有小孔的金属球、 带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、秒
表。
多媒体。
五、 教学设计思路
本设计的基本思路是：
第一，通过计时时刻的确定（以最低点速度最快时为计时起点）
、推导用单摆测重力
度）及单摆做简谐运动的条件（在一个平面内运动且摆角小于
50）。
第二，通过探讨测量加速度的方法， 编写实验步骤时要指明器材、 方法和公式；根据 实验原理确
定器材、通过测定摆球直径了解有效数字和精确度的匹配；
通过测量30-50次全
振动的时间确定周期以减小偶然误差； 数据处理的两种方法平均法和图像法； 试着分析实验 误^^。
第三，用分组探究、分析讨论的方法使学生深刻体会、经历实验的过程，让学生明白 做什么，为什
么这样做，
这样做的误差在哪里，做一个实验的设计者和操作者，而不是旁观
者和执行者。
切实提高学生的实验技能，
培养他们对物理实验的热情和素养。
最后让学生利
用课堂学到的实验技能写出用打点计时器测重力加速度的实验报告，加以巩固和提高。
加速度的公式（
g=
42L
T 2
）、摆球的要求 （重且小）、摆长的确定（从球重心到悬点的长
六、教学流程
1 .教学主要环节 本节课可分为三个主要的教学环节。
第一环节，复习背景知识和实例，弓I 入新课
第二环节，通过对分析实验原理，探讨实验过程中需要注意的点。
第三环节，通过习题进行课堂反馈。
2、教学流程图
3 •板书设计
重力加速度的测量 方法一：测力计和天平
理论
方法二：自由落体 T= 2
\g
4 2
方法三：单摆
g 厂L
T 2
方法四：万有引力 七、教案示例 1. 情景引人
美国阿波罗计划是人类历史上的一个壮举， 人类首次踏上了地球之外的天体。
但是有人
质疑整个计划可能是场骗局。
其中质疑之一就是某段录像中， 根据人下落的距离和所用的时
间，得到当地的重力加速度为约
6.8m/s 2，显然跟我们普遍认知的月球上重力加速度约为 2
1.6m/s 有较大偏差。
那么， 这种通过自由落体运动，还有哪些方法可以测量当地的重力加
速度呢？
2、 进行科学探究
(1)提出问题
让学生给出单摆测量加速度的理论原理。
(2)探讨研究 分组探讨下列问题
1) 如何保证摆动过程中摆长不变? 2) 小球摆到何处时开始计时？ 3) 如何对振动次数计数？ 4) 如何保证摆角小于 5°?
T 2
T= 2
3、进行实验
（1 ）、根据讨论结果，各组编写实验步骤（强调编写步骤中要指明器材、方法、公式），设计表格
（2 ）、出示参考实验步骤，表格，并放用单摆测重力加速度实验的录像。
实验步骤：①做单摆，并固定在铁架台上；
②用米尺量出悬线长I，用米尺和三角板测出摆球直径d，算出摆长L=l+d/2 ；
③使单摆在冋一平面内小角度摆动，从最低点开始计时，用秒表测出n次（一
般30-50次）全振动的时间
t , 计算出周期T=t/n
④改变摆长，重做几次实验。
⑤整理器材。
参考表格：
次数摆长L （米）振动次数n (次) 时间t（秒）周期T（秒）g 1
2
3
平均值：_____________
4 •误差分析以及课堂反馈问题一：
某同学测定的g数值比公认值大，可能的情况是？
如果g偏小呢？问题二：
一位同学用单摆做测定重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如下存在遗漏或错误
的步骤，请指出这些步骤的字母并改正：
1.测摆长L,用米尺量出摆线的长度 I。
2.测周期T:将摆线拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表柄头开始计时，同时将此次通过最低
点作为第一次。
3.接着一直数到第60次通过最低点时，按秒表柄头停止计时，读出这段时间t，算出
T=t/60。
pp
4.将所测得的I和T代入T 2 J-算出g作为实验的最后结果写入实验报告中去。
g
问题三：
为了提高实验精度，在实验中科改变几次摆长，并测出对应周期T,从而得出I与T的
数据，如表所示。
描出 T2— I图线。
通过图线求当地重力加速度g= ________
序号摆长（m）T2(s2)
1 0.600 2.47
2 0.650 2.67
3 0.700 2.88
4 0.750 3.08
5 0.800 3.29
6 0.850 3.49。