《探究单摆周期与摆长的关系》教学设计【课标要求】《课程标准》要求学生通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系。会用单摆测定重力加速度。为了研究周期与各种因素是否有关以及有怎样的关系，可以采用控制变量的方式进行定性和定量相结合的方案来研究这些关系【教学目标】1．知识与技能目标（1）知道单摆周期与哪些因素有关。（2）知道单摆的周期公式。（3）能运用单摆的周期公式解答有关实际问题。2．过程与方法目标（1）通过单摆振动周期规律探究，培养学生猜想能力，实验设计能力，数据处理能力，交流协作能力。（2）通过单摆周期公式的应用，培养学生运用物理知识解答实际问题的能力。3．情感态度与价值观目标（1）结合物理学史介绍物理学家对单摆的研究，法展学生对自然的好奇性，激发学生乐于探究自然的奥秘。（2）在单摆周期规律的探究中，培养学生的交流协作精神，使学生体验科学探究的艰辛和喜悦。【学情分析】1．通过前面的学习，学生已经知道了单摆的概念，单摆的回复力等知识。也了解了单摆做简谐运动的条件。2．高二学生已有一定的物理学科方法，如观察实验，控制实验，假说方法，从现象归纳规律等，可以实现教材渗透的方法教育意图3.可能存在的困难：学生对实验的数据处理。【教学重难点】1．教学重点：自足探究单摆的周期与哪些因素有关。2．教学难点：定量实验，得出单摆的周期T与L的关系并对数据的处理。【课前准备】1.课前完成对小组长学案题目完成情况的的检查和实验操作的指导培训。【教学过程】一、实验目的：探究单摆的周期与摆长的关系。二、实验器材：铁架台细线摆球（中间有孔）游标卡尺直尺秒表三、实验方法：控制变量法四、实验步骤：1、组装仪器2、测量摆长3、测量周期4、数据处理5、重复测量【自主探究】：探究一：探究单摆的周期与什么因素有关？物理量振幅（A）质量（M）摆长（L）周期（T）振幅（A）改变不变不变质量（M）不变改变不变摆长（L）不变不变改变探究二：探究单摆周期与摆长之间有什么定量的关系？物理量/组数12345摆长（L）周期（T）周期（T2）猜想：先通过简单的数据分析，对周期T与摆长L的定量关系做出猜猜，例如可能是T∝L、T∝L2或者、……然后按照猜测来确定纵坐标轴和横坐标轴。例如，通过估算我们可以认为可能是T∝L2，那么可以用纵坐标表示T，横坐标表示L2，做出图像。如果这样做出的图像确实是一条直线，说明的确有T∝L2的关系，否则再做其它尝试。【数据分析】：结论：荷兰物理学家惠更斯曾经相近的研究过单摆的振动，发现单摆做简谐运动的周期T与摆长L的二次方根成正比，与重力加速度g的二次方根成反比，而与振幅，摆球的质量无关。惠更斯确定了计算单摆的周期公式：LT2g五、实验中的注意事项：⑴实验所用的单摆应符合理论要求，即线要细、轻、不伸长，摆球要体积小质量大（密度大），并且偏角不超过100。⑵单摆悬线上端要固定，即用铁夹夹紧，以免摆球摆动时摆线长度不稳定。⑶测量摆长时，用刻度尺测量细线的长度，用游标卡尺测量小球的直径，算出小球半径，两者之和作为摆长的测量值。（摆长即为悬点到球心的距离）⑷摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。⑸计算单摆振动次数时，以摆通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计数。这样可以减小实验误差。⑹测量周期时，测量单摆做多次全振动（30到50次）的时间，然后通过计算求出它的周期的测量值。六、巩固应用：1、周期T=2s的单摆叫做秒摆，试计算秒摆的摆长。(g=9.8m/s2）2、把在北京调准的摆钟，由北京移到赤道上时，摆钟的振动()A．变慢了，要使它恢复准确，应增加摆长B．变慢了，要使它恢复准确，应缩短摆长C．变快了，要使它恢复准确，应增加摆长D．变快了，要使它恢复准确，应缩短摆长3、在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公4π2l式得到g＝。只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2­l图象，T2就可以求出当地的重力加速度。理论上T2­l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图11­4­11所示。(1)造成图象不过坐标原点的原因可能________。(2)由图象求出的重力加速度g＝________m/s2。(取π2＝9.87)4、将地面上校准的摆钟拿到月球上去，若此钟在月球上记录的时间是1h，那么实际的时间是多少？若要在月球上该钟与地面上时一样准确，应该如何调g节？(g＝地)月6