物理選修人教新課標(biāo)單擺學(xué)習(xí)教案

1、物理物理(wl)選修人教新課標(biāo)單擺選修人教新課標(biāo)單擺第一頁(yè)，共26頁(yè)。過(guò)程分析過(guò)程分析(fnx)導(dǎo)引導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)典例精析典例精析知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練(yn lin)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十三十三探究探究單擺單擺的運(yùn)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)、用單用單擺測(cè)擺測(cè)定重定重力加力加速度速度基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理第1頁(yè)/共26頁(yè)第二頁(yè)，共26頁(yè)?；A(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)貙W(xué)會(huì)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)?dngd)的重力加速度的重力加速度2能正確熟練地使用秒表能正確熟練地使用秒表第2頁(yè)/共26頁(yè)第三頁(yè)，共26頁(yè)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)原理原理第3頁(yè)/共26頁(yè)第四頁(yè)，共26頁(yè)。實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材帶孔小

2、鋼球一個(gè)、細(xì)絲線一條帶孔小鋼球一個(gè)、細(xì)絲線一條(y tio)(長(zhǎng)約長(zhǎng)約1 m)、毫米刻度尺一把、秒表、游標(biāo)卡尺、帶、毫米刻度尺一把、秒表、游標(biāo)卡尺、帶鐵夾的鐵架臺(tái)鐵夾的鐵架臺(tái).第4頁(yè)/共26頁(yè)第五頁(yè)，共26頁(yè)。過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟一、實(shí)驗(yàn)步驟1做單擺：選取一段做單擺：選取一段1 m左右左右的細(xì)線，讓線的一端穿過(guò)小球的細(xì)線，讓線的一端穿過(guò)小球(xio qi)上的小孔，然后打一個(gè)比小孔上的小孔，然后打一個(gè)比小孔稍大一些的線結(jié)把線的上端稍大一些的線結(jié)把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，把鐵用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸出桌面之外，讓架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸出桌面之

3、外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)記，擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)記，如圖如圖1231所示所示.圖圖1231第5頁(yè)/共26頁(yè)第六頁(yè)，共26頁(yè)。第6頁(yè)/共26頁(yè)第七頁(yè)，共26頁(yè)。圖圖1232第7頁(yè)/共26頁(yè)第八頁(yè)，共26頁(yè)。第8頁(yè)/共26頁(yè)第九頁(yè)，共26頁(yè)。三、誤差分析三、誤差分析1系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求即懸主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求即懸點(diǎn)是否固定，擺球是否可看作質(zhì)點(diǎn)，球、線是點(diǎn)是否固定，擺球是否可看作質(zhì)點(diǎn)，球、線是否符合要求，擺動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平否符合要求，擺動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)度作為面內(nèi)擺動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)

4、度作為(zuwi)擺長(zhǎng)擺長(zhǎng)等只要注意了上面這些問(wèn)題，就可以使系統(tǒng)等只要注意了上面這些問(wèn)題，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而忽略不計(jì)的程度誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而忽略不計(jì)的程度.第9頁(yè)/共26頁(yè)第十頁(yè)，共26頁(yè)。2偶然誤差偶然誤差主要來(lái)自主要來(lái)自(li z)時(shí)間時(shí)間(即單擺周期即單擺周期)的測(cè)量上，因此的測(cè)量上，因此要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間(周期周期)要從擺球通過(guò)平衡位置開(kāi)要從擺球通過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法，即始計(jì)時(shí)，并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法，即4,3, 2,1,0,1,2，在數(shù)在數(shù)“零零”的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)不能多計(jì)或漏計(jì)擺動(dòng)次數(shù)為了減小偶然誤

5、差，時(shí)不能多計(jì)或漏計(jì)擺動(dòng)次數(shù)為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值.第10頁(yè)/共26頁(yè)第十一頁(yè)，共26頁(yè)。四、注意事項(xiàng)四、注意事項(xiàng)1選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的線選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的線,長(zhǎng)長(zhǎng)度一般在度一般在1 m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過(guò)球，直徑應(yīng)較小，最好不超過(guò)2 cm.2單擺單擺(dn bi)懸線的上端不可隨意卷在鐵夾懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上的桿上,應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑、擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象滑、擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象第11頁(yè)/共26頁(yè)第

6、十二頁(yè)，共26頁(yè)。3注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過(guò)注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過(guò)(chogu)10，可通過(guò)估算振幅的辦法掌，可通過(guò)估算振幅的辦法掌握握4擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺面內(nèi)，不要形成圓錐擺5計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)從擺球通過(guò)最計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)從擺球通過(guò)最低位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以后擺球從同一方向通低位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以后擺球從同一方向通過(guò)最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)過(guò)最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)“零零”的同時(shí)的同時(shí)按下秒表，開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)按下秒表，開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)第12頁(yè)/共26頁(yè)第十三頁(yè)，共26頁(yè)。實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)

7、典例精析實(shí)驗(yàn)原理的基本應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原理的基本應(yīng)用 某同學(xué)在做利用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)某同學(xué)在做利用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為97.50 cm，擺球直徑為，擺球直徑為2.0 cm，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用次所用(su yn)的時(shí)間，如圖的時(shí)間，如圖1233所示，則：所示，則：圖圖1233第13頁(yè)/共26頁(yè)第十四頁(yè)，共26頁(yè)。(1)該擺擺長(zhǎng)為該擺擺長(zhǎng)為_(kāi) cm，秒表的示數(shù)為，秒表的示數(shù)為_(kāi) s.(2)如果測(cè)得的如果測(cè)得的g值偏小，可能的原因是值偏小，可能的原因是()A測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊B擺線上端懸點(diǎn)未固定，

8、振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)(sngdng)，使擺線長(zhǎng)度增加了，使擺線長(zhǎng)度增加了C開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下D實(shí)驗(yàn)中誤將實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)次數(shù)計(jì)為次全振動(dòng)次數(shù)計(jì)為50次次第14頁(yè)/共26頁(yè)第十五頁(yè)，共26頁(yè)。(3)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得實(shí)驗(yàn)中測(cè)得5種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)周種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)周期，記錄期，記錄(jl)數(shù)據(jù)如下：數(shù)據(jù)如下：l/m0.50.80.91.01.2T/s1.421.791.902.002.20T2/s22.023.203.614.004.84試以試以l為橫坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)，作出為縱坐標(biāo)，作出T2l的圖像的圖像(t

9、xin)，并利用此圖像，并利用此圖像(t xin)求出重力加速求出重力加速度度第15頁(yè)/共26頁(yè)第十六頁(yè)，共26頁(yè)。圖圖1234第16頁(yè)/共26頁(yè)第十七頁(yè)，共26頁(yè)。第17頁(yè)/共26頁(yè)第十八頁(yè)，共26頁(yè)。【答案】【答案】(1)98.5099.7(2)B(3)圖像圖像(t xin)見(jiàn)解析見(jiàn)解析 986 m/s2第18頁(yè)/共26頁(yè)第十九頁(yè)，共26頁(yè)。 某同學(xué)想在家里做用單擺測(cè)定重力加某同學(xué)想在家里做用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有速度的實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有(mi yu)合適的擺球，合適的擺球，他只好找到一塊大小為他只好找到一塊大小為3 cm左右，外形不規(guī)左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球，實(shí)驗(yàn)步驟是則的

10、大理石塊代替小球，實(shí)驗(yàn)步驟是()A石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為M，將，將尼龍線的上端固定于尼龍線的上端固定于O點(diǎn)點(diǎn)B用刻度尺測(cè)量用刻度尺測(cè)量OM間尼龍線的長(zhǎng)度間尼龍線的長(zhǎng)度L作作為擺長(zhǎng)為擺長(zhǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第19頁(yè)/共26頁(yè)第二十頁(yè)，共26頁(yè)。第20頁(yè)/共26頁(yè)第二十一頁(yè)，共26頁(yè)。(1)你認(rèn)為該同學(xué)在以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是你認(rèn)為該同學(xué)在以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是哪些步驟？為什么？哪些步驟？為什么？(2)該同學(xué)用該同學(xué)用OM的長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的系統(tǒng)的長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)值偏大還是誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)值偏大還是(hi shi)偏小？你認(rèn)為用何方法可以解決擺長(zhǎng)無(wú)法偏?。磕阏J(rèn)為用何方法可以解決擺長(zhǎng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的困難？準(zhǔn)確測(cè)量的困難？第21頁(yè)/共26頁(yè)第二十二頁(yè)，共26頁(yè)。【解析】【解析】(1)實(shí)驗(yàn)步驟中有重大實(shí)驗(yàn)步驟中有重大(zhngd)錯(cuò)誤錯(cuò)誤的是：的是：B：大理石重心到懸掛點(diǎn)間的距離才是擺長(zhǎng)：大理石重心到懸掛點(diǎn)間的距離才是擺長(zhǎng)C最大偏角不能超過(guò)最大偏角不能超過(guò)10D：應(yīng)在擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)計(jì)時(shí)：應(yīng)在擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)計(jì)時(shí)F：應(yīng)該用各組的：應(yīng)該用各組的L、T求出各組的求出各組的g后，再取平后，再取平均值均值第22頁(yè)/共26頁(yè)第二十三