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人民教師招聘考試:優(yōu)秀的教案都具備什么特點(diǎn)?

更新時(shí)間:2024-03-26 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

物理擺 1 優(yōu)秀課程計(jì)劃pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

一、教學(xué)目標(biāo):pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

通過本課的復(fù)習(xí),你將更加熟悉關(guān)于擺的知識(shí),并能夠熟練運(yùn)用擺的知識(shí)解決實(shí)際問題。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、重點(diǎn)和難點(diǎn):pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1.了解當(dāng)單擺的擺角很小(如不大于10)時(shí),其振動(dòng)為簡諧振動(dòng)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、擺模型的應(yīng)用。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3、教學(xué)方法:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

復(fù)習(xí)題、課件演示、講授結(jié)合pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

四、教學(xué)過程pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(一)知識(shí)復(fù)習(xí)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1)什么是擺?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2) 擺錘振動(dòng)的恢復(fù)力的來源是什么? 單擺做簡諧振動(dòng)的條件是什么?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3) 知道單擺的周期有什么關(guān)系? 單擺振動(dòng)的周期公式是什么?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(4)演示課件“擺”,增加學(xué)生的直觀體驗(yàn)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(二)實(shí)例講授pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

例1、如下圖所示,用兩根長度為L的繩子懸掛一個(gè)小球A,繩子與水平方向的夾角為α,使球A垂直于紙面,以一定的角度擺動(dòng)。角度小于5°。 當(dāng)它經(jīng)過平衡位置時(shí),另一個(gè)小球B從A球的正上方自由落下,可以擊中A球,則B球下落的高度為。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

解析答案:球A垂直于紙面擺動(dòng),角度小于5°。 球A的運(yùn)動(dòng)為簡諧振動(dòng)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

擺的長度為Lsinα,周期為T≤2≤0l。 球 B 處于自由落體狀態(tài)。 下落時(shí)間為t,下落距離為g。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

高度h=12gt。 當(dāng)A球經(jīng)過平衡位置時(shí),B球開始下落。 如果B球能擊中A球,則B球落下2pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

該時(shí)間應(yīng)為球A簡諧振動(dòng)半周期的整數(shù)倍,即t=nT/2。 然后n?? 求解 B 球面距離 Aggpxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

球的高度 h=α(n=1, 2, 3...) 2pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

評(píng)語:振動(dòng)的周期性表現(xiàn)在其振動(dòng)狀態(tài)每隔一個(gè)周期重復(fù)一次。 因此,在討論某種狀態(tài)發(fā)生的時(shí)間時(shí),要注意其多值性,可以用數(shù)學(xué)方法來表達(dá)。 例如,這道題中,擺球從平衡位置出發(fā),回到平衡位置的時(shí)間是一系列半周期整數(shù)倍的值。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

例2、若擺錘長度不變,擺角小于5°,擺球質(zhì)量增大至原值的4倍,擺球通過平衡位置的速度減小為為原值的 1/2,則單擺的振動(dòng)為 ( )pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A、頻率不變,幅度不變。 B、頻率不變,幅度變化。 C、頻率變化,幅度變化。 D、頻率改變,幅度不變。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

解析答案:單擺的周期T=與擺球的質(zhì)量和振幅有關(guān)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

與之無關(guān),只與擺長L和重力加速度g有關(guān)。當(dāng)擺長L和重力加速時(shí)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

當(dāng)度g不變時(shí),T不變,頻率f不變。 選項(xiàng)C、D不正確。單擺pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

振動(dòng)過程中機(jī)械能守恒。 如圖5所示,擺球在極限位置A的重力勢(shì)能等于擺球運(yùn)動(dòng)到平衡位置的動(dòng)能,即mgL(1-cosθ)= mυ/2,υ =pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

增大,α減小,振幅A減小,選項(xiàng)B正確。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(三)課堂練習(xí)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1、單擺的周期在下列情況下會(huì)增加()pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A. 增加擺球的質(zhì)量 B. 減少擺的長度 C. 將擺錘從赤道移至北極 D. 將擺錘從海平面移至山地pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、兩個(gè)簡擺A、B同時(shí)做簡諧振動(dòng)。 當(dāng)A完成10次完整振動(dòng)時(shí),B完成25次完整振動(dòng)。 如果B的擺的長度是1m,那么A的擺的長度是。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3.擺錘的長度是98厘米。 在 t=0 時(shí)它開始從平衡位置向右移動(dòng)。 那么當(dāng)t=1.2s時(shí),下列對(duì)單擺運(yùn)動(dòng)的描述正確的是()pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A. 你正在向左減速,并且加速度正在增加。 B. 你向左加速,并且加速度正在減小。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

C. 向右減速,加速度增大。 D.向右加速且加速度不斷增大。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(四)能力培養(yǎng)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

4. 學(xué)生用鐘擺測(cè)量局部重力加速度。 他考慮了幾個(gè)選項(xiàng),其中正確的一個(gè)是()pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

A.測(cè)量單擺的振幅、長度和振動(dòng)周期pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

B、測(cè)量擺錘的擺角、擺球的質(zhì)量和振動(dòng)幅度pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

C、只要擺角小于5°,則不需要測(cè)量實(shí)際角度,但需要測(cè)量擺長和擺的振動(dòng)周期。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

D、必須測(cè)量擺角、擺長和振動(dòng)周期pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

5. 學(xué)生使用鐘擺測(cè)量重力加速度。 實(shí)測(cè)擺球直徑為2.0cm,懸掛線長度為99.0cm,振動(dòng)30次所需時(shí)間為60.0s。 測(cè)得的重力加速度等于/s。 22、當(dāng)υ減少到υ/2時(shí)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

小時(shí),pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

6、擺的長度為78.1cm,局部重力加速度為9.81m/s。 求這個(gè)擺的周期。 如果把這個(gè)擺放在月球上,月球的引力加速度是地球的0.16倍,其他條件不變,那么這個(gè)擺在月球上的周期是多少?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(五)學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容應(yīng)注意的問題:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

①周期T與擺球的振幅和質(zhì)量無關(guān),只與擺長L和該位置的重力加速度g有關(guān)。 ②單擺的擺長L是指懸掛點(diǎn)到擺球中心的距離。 2pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

參考答案pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1.Dpxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2. 6.25m 3. A 4. Cpxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

5、986.06、2秒、5秒pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

物理擺 2 優(yōu)秀課程計(jì)劃pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

一、教學(xué)目標(biāo)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1、知識(shí)目標(biāo):pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1)了解什么是擺;pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)了解簡擺振動(dòng)的恢復(fù)力來源和簡諧振動(dòng)的條件;pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3)了解單擺的周期與什么有關(guān),掌握單擺振動(dòng)的周期公式單擺物理學(xué)家,并能運(yùn)用該公式解決問題。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、能力目標(biāo):觀察演示實(shí)驗(yàn),總結(jié)影響循環(huán)的因素,培養(yǎng)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得出物理結(jié)論的能力。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1、本課重點(diǎn)是掌握單擺的周期公式及其條件。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、本課的難點(diǎn)在于單擺恢復(fù)力的分析。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3、教具:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

兩個(gè)簡單擺(擺長相同,質(zhì)量不同)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

四、教學(xué)過程pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(一)新課程介紹pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

我們之前研究過彈簧振蕩器,知道彈簧振蕩器執(zhí)行簡諧振動(dòng)。 那么:物體發(fā)生簡諧振動(dòng)的條件是什么?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

答:當(dāng)物體發(fā)生機(jī)械振動(dòng)時(shí),其所受到的回復(fù)力與位移成正比,其方向與位移方向相反。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

今天我們研究另一種機(jī)械振動(dòng)——鐘擺的運(yùn)動(dòng)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(二)開展新課pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1.閱讀課本第167至168頁第一段,思考:什么是擺?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

答:上端固定一根細(xì)鐵絲,下端綁一個(gè)小球。 如果懸掛小球的細(xì)絲的伸長和質(zhì)量可以忽略不計(jì),并且細(xì)絲的長度遠(yuǎn)大于小球的直徑,這樣的裝置稱為單擺。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

物理擺是一個(gè)具有一定質(zhì)量的粒子,通過一根不可伸展的繩子綁在固定的懸掛點(diǎn)上,在垂直平面上擺動(dòng)。 因此,實(shí)際的擺錘要求繩子又輕又長,擺球又小又重。 擺長是指懸掛點(diǎn)到擺球重心的距離。 當(dāng)擺球被拉到一定高度并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放時(shí),單擺的振動(dòng)類似于單擺的振動(dòng)。 擺球靜止時(shí)的位置就是擺的平衡位置。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

當(dāng)物體發(fā)生機(jī)械振動(dòng)時(shí),必然受到恢復(fù)力的影響。 彈簧振蕩器的回復(fù)力由彈簧的彈力提供。 擺錘也會(huì)機(jī)械振動(dòng)。 想一想:擺的恢復(fù)力是誰提供的,如何表達(dá)?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1)平衡位置:當(dāng)擺球靜止在平衡位置O時(shí),細(xì)線垂直下垂,擺球上的重力G與懸掛線的張力F平衡。 O點(diǎn)是擺球的平衡位置。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2)擺錘的恢復(fù)力為F = G1 = mgsinθ。 擺的振動(dòng)是簡諧振動(dòng)嗎?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

擺錘上的回復(fù)力F=mgsinθ,如圖:雖然隨著擺錘的位移X增大,sinθ也增大,但回復(fù)力F的大小與位移不成正比,擺錘的振動(dòng)也隨之增大。擺不是簡諧振動(dòng)。 。 但當(dāng)θ值較小時(shí)(一般θ≤10°),在允許誤差范圍內(nèi),sinθ可近似認(rèn)為為(k=mg/L),恢復(fù)力的方向始終指向O點(diǎn),與位移方向相反,滿足簡諧振動(dòng)條件,即物體受到回復(fù)力的作用,回復(fù)力的大小與位移成正比,方向與位移方向相反。 振動(dòng)F=—(mg/L) x=—kx (k=mg/L) 是簡諧振動(dòng)。 因此單擺物理學(xué)家,當(dāng)θ≤10°時(shí),簡擺的振動(dòng)為簡諧振動(dòng)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

條件:擺角θ≤10°pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

當(dāng)位移大時(shí),擺的恢復(fù)力就大。 當(dāng)位移小時(shí),恢復(fù)力也小。 當(dāng)擺經(jīng)過平衡位置時(shí),擺的位移為0,回復(fù)力也為0。思考:此時(shí),擺上的總外力是0嗎?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

此時(shí)擺錘正在做圓周運(yùn)動(dòng)。 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到向心力。 擺錘也不例外,同樣受到向心力的影響(引導(dǎo)學(xué)生思考,擺錘做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力從何而來?)。 在平衡位置,擺球受到繩索的拉力F和重力G的作用。繩索的拉力大于重力G,它們的合力充當(dāng)向心力。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

因此,當(dāng)擺經(jīng)過平衡位置時(shí),它受到的恢復(fù)力為0,但它所受到的總外力不為0。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2. 單擺的周期pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

我們知道,機(jī)械振動(dòng)的物體都有振動(dòng)周期。 請(qǐng)思考:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

影響單擺周期的因素有哪些?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

生:可能與擺球的質(zhì)量、振幅、長度有關(guān)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

擺的周期與這些因素有關(guān)嗎?接下來我們用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)我們的猜想pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

為了減少對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾,我們每次實(shí)驗(yàn)只改變一個(gè)物理量。 這種研究問題的方法就是控制變量法。 首先我們研究擺球質(zhì)量對(duì)擺周期的影響:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

那么我們先來看看擺球是否質(zhì)量不同,擺長和振幅是否相同,單擺的振動(dòng)周期是否相同。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【演示1】將相同長度、不同質(zhì)量的擺球拉至相同高度并釋放。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

現(xiàn)象:兩個(gè)擺球的擺動(dòng)是同步的,也就是說擺的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān),不會(huì)受到影響。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

本實(shí)驗(yàn)主要研究簡擺振動(dòng)的周期,屬于簡諧振動(dòng),因此擺角不應(yīng)超過10°。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

接下來讓我們看看幅度對(duì)周期的影響。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【演示2】當(dāng)擺動(dòng)角度小于10°時(shí),從不同高度釋放兩個(gè)擺動(dòng)球。 (學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,老師指導(dǎo))pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

現(xiàn)象:擺球同步振動(dòng),說明單擺振動(dòng)的周期和振幅無關(guān)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

剛才的兩個(gè)論證實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí),如果兩個(gè)擺的長度相等,單擺的振動(dòng)周期與擺球的質(zhì)量和振幅無關(guān)。 如果擺長L不同,改變這個(gè)條件會(huì)影響周期嗎?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【演示3】根據(jù)擺錘的長度,從一定高度同時(shí)釋放兩個(gè)擺球。 請(qǐng)注意,θ ≤ 10°。 (學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,老師指導(dǎo))pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

現(xiàn)象:兩個(gè)擺的振動(dòng)不同步,擺越長,振動(dòng)越慢。 這說明單擺的振動(dòng)與擺的長度有關(guān)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

這到底有什么關(guān)系呢? 荷蘭物理學(xué)家惠更斯研究了單擺的振動(dòng)。 他在大量可靠的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過一系列的理論推導(dǎo)和證明,得出單擺的周期與擺長l的平方根成正比,與重力加速度g的平方根成正比。 反比于pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

周期公式:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

同時(shí),該公式是基于單擺的振動(dòng)為簡諧振動(dòng)的前提下提出的。 條件為:擺角θ≤10°pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

從周期公式中我們看出T與兩個(gè)因素有關(guān)。 當(dāng)g恒定時(shí),T與以下成正比: 當(dāng) L 恒定時(shí),T 成反比; 當(dāng)L和g均為常數(shù)時(shí),T為常數(shù)。 對(duì)應(yīng)每個(gè)單擺,都有一個(gè)固有的周期T,pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3)課堂小結(jié):本課主要講單擺的振動(dòng)規(guī)律。 僅在 θpxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

例1:已知某擺的擺長為L,振動(dòng)周期為T,試表達(dá)該擺所在位置的重力加速度g。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

例2:有兩個(gè)簡單擺。 當(dāng)擺A振動(dòng)15次時(shí),擺B振動(dòng)5次,則擺A、B的擺長之比為。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

物理擺 3 優(yōu)秀課程計(jì)劃pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【教材解析】pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

本部分設(shè)計(jì)的基本思路是:“重力加速度的測(cè)量”題目結(jié)合高中生積累的物理知識(shí),啟發(fā)他們運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)等知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證重力加速度的測(cè)量。答案。 在研究過程中,教師鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理的能力,并給予學(xué)生練習(xí)合作、交流和表達(dá)的機(jī)會(huì)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【教學(xué)目標(biāo)與核心能力】pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【物理概念】了解實(shí)驗(yàn)原理,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,了解實(shí)驗(yàn)誤差來源。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【科學(xué)思維】用科學(xué)的方法處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析誤差原因。 用簡潔易懂的語言闡明你的想法并表達(dá)你的研究結(jié)果。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【科學(xué)探究】小組成員協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,共同體驗(yàn)合作探究學(xué)習(xí)的形式和意義。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【科學(xué)態(tài)度與責(zé)任】各小組互相評(píng)價(jià)并給出合理的改進(jìn)建議。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【教學(xué)重點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【教學(xué)難點(diǎn)】使用兩種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)誤差分析。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【教學(xué)流程】pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【新課程介紹】pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

測(cè)量重力加速度的物理意義pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

了解地球表面重力加速度的分布對(duì)于地球物理學(xué)、航空航天技術(shù)和大地測(cè)量學(xué)等領(lǐng)域具有重要意義。 為此,您需要了解如何測(cè)量重力加速度。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

實(shí)驗(yàn)想法pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

推導(dǎo)出單擺的周期公式后,惠更斯在巴黎用單擺測(cè)量了重力加速度。 我們也可以用同樣的方法測(cè)量該區(qū)域的重力加速度值。當(dāng)擺角較小時(shí),單擺做簡諧振動(dòng)。 根據(jù)其周期公式,我們可以得到pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

想一想,根據(jù)上面的公式測(cè)量重力加速度,需要測(cè)量哪些物理量呢? 我們應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備? 如何減少實(shí)驗(yàn)誤差?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

惠更斯pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2.【進(jìn)行新課】pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

探索點(diǎn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

目的' 使用鐘擺確定局部重力加速度pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

原理:當(dāng)簡擺的擺角很小(小于5°)時(shí),可視為簡諧振動(dòng)。 其自然周期為T=2π。 由式可得g=。 只要測(cè)量出擺長l和振動(dòng)周期T,就可以計(jì)算出重力加速度gpxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

研究要點(diǎn)2.實(shí)驗(yàn)裝置pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

實(shí)驗(yàn)裝置pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

想法和討論:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1. 線的粗細(xì)、長度和拉伸性各不相同。 不同的顆粒具有不同的質(zhì)量和體積。 想一想,擺線和擺球應(yīng)該如何選擇呢? 為什么?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、右圖為細(xì)線上端兩種不同的懸掛方式。 應(yīng)該使用哪種方法? 為什么? 你有更好的設(shè)計(jì)嗎?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

細(xì)線頂部的兩種懸掛方法pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

探索點(diǎn)3.物理量的測(cè)量pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

實(shí)驗(yàn)步驟:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1.制作一個(gè)鐘擺pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1)讓繩子的一端穿過球的小孔,然后打一個(gè)比小孔稍大的結(jié),制成一個(gè)鐘擺。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)用鐵夾將線的上端固定在鐵架上,并將鐵架放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)旁邊,使鐵夾伸出桌子外,讓擺球自由懸掛,并標(biāo)記平衡位置鐘擺的。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2.測(cè)量擺錘的長度pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

用米尺測(cè)量從懸掛點(diǎn)到球上端的懸掛線長度l0,然后用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑d。 那么擺長l=l0+。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

測(cè)量擺球直徑pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

測(cè)量擺線的長度pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3. 測(cè)量周期pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

將擺錘以小角度拉離平衡位置(擺角小于5°),然后松開擺球,讓擺錘在垂直平面內(nèi)擺動(dòng)。 當(dāng)擺錘擺動(dòng)穩(wěn)定后,經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),測(cè)量30~50次全振動(dòng)的時(shí)間。 計(jì)算完成一次完整振動(dòng)所需的時(shí)間,即為單擺的振動(dòng)周期T。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

4.改變擺錘長度和重新測(cè)試周期pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

使擺的長度變短或變長,重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次,測(cè)量相應(yīng)的擺長l和周期T。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

秒表測(cè)量鐘擺的周期pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

探索點(diǎn)4.數(shù)據(jù)分析pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

數(shù)據(jù)處理:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

平均法pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

每次改變擺的長度,將相應(yīng)的l和T代入公式求出g的值,最后求g的平均值。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表如表所示pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖像法pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

由T=2π,得到T2=l,生成T2-l圖像,即以T2為縱軸,l為橫軸。 其斜率k=,由圖像的斜率可以得到重力加速度g。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

防范措施pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)擺線的長度應(yīng)遠(yuǎn)大于擺球的直徑,且擺線不應(yīng)有明顯的伸縮性。 另外,擺球應(yīng)采用密度高、質(zhì)量分布均勻的鋼球。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)擺球應(yīng)在垂直平面內(nèi)擺動(dòng),擺動(dòng)角度應(yīng)小于5°。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3)測(cè)量擺的長度l時(shí),應(yīng)為懸掛點(diǎn)到球重心的距離。 當(dāng)小球的質(zhì)量均勻分布時(shí),它等于擺線的長度加上小球的半徑。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(4)從擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),當(dāng)擺球同向經(jīng)過平衡位置時(shí)計(jì)時(shí)。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(5)適當(dāng)增加全振動(dòng)測(cè)量次數(shù),以減少測(cè)量周期的誤差,一般30~50次就足夠了。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

誤差分析pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1)測(cè)量擺的長度l時(shí),只測(cè)量細(xì)線的長度,沒有加上小球的半徑,使得測(cè)量的擺的長度更小,g的橫向值也更小。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)測(cè)量擺動(dòng)周期時(shí),將N次全振動(dòng)誤記錄為N+1次全振動(dòng),導(dǎo)致測(cè)量的周期太小,g的邊值太大。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3)實(shí)驗(yàn)過程中擺動(dòng)角度較大,導(dǎo)致實(shí)際擺動(dòng)周期出現(xiàn)偏差。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

探索第五點(diǎn),拓展知識(shí)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

擺實(shí)驗(yàn)中的位移-時(shí)間圖pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

到處都有重力加速度pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

課堂重點(diǎn)知識(shí)總結(jié)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

數(shù)據(jù)處理與分析pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1)數(shù)據(jù)處理pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

①公式法:計(jì)算重力加速度g的值,然后計(jì)算g的平均值。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

②圖像法:制作l T2圖像求g值。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

誤差分析pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

課堂練習(xí)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

例1:“用擺測(cè)定重力加速度”實(shí)驗(yàn)中:pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1)小波制作了如圖所示的三個(gè)擺A、B、C。 你認(rèn)為他應(yīng)該用這張照片來做實(shí)驗(yàn)嗎?pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)實(shí)驗(yàn)過程中,小波采用了兩種不同的掛球方式,如圖a、b所示。 您認(rèn)為(可選“a”或“b”)懸掛方法更好。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3) 學(xué)生用秒表測(cè)量了單擺完成 40 次完整振動(dòng)所需的時(shí)間,如圖 D 所示,則單擺的周期為。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(4) 若單擺在任意擺角θ下的周期公式可近似為T=T0[1+asin2],其中T0為擺角接近0時(shí)的周期,a為常數(shù); 為了用圖像方法驗(yàn)證這個(gè)關(guān)系式中,需要測(cè)量的物理量有: 一位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中得到了如圖5所示的圖形,并用該圖形的斜率表示。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【答案】 (1) B (2) b (3) 1.89 (4) T(或t、n)、θpxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【分析】(1)單擺擺動(dòng)時(shí),阻力應(yīng)盡可能小甚至忽略,因此擺動(dòng)球應(yīng)為鐵球;pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

鋼絲要細(xì),無彈性,擺長不宜太小。 一般使用1m左右的細(xì)線。 所以選B。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2) 若選擇a裝置,則擺錘在擺動(dòng)過程中長度不斷變化,無法準(zhǔn)確測(cè)量,故選擇b裝置。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3) 從圖D可以看出,擺完成40次全振動(dòng)的時(shí)間為75.6 s,所以擺的周期為:T= s=1.89 s。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(4) 根據(jù)T=T0[1+asin2],可知需要測(cè)量的物理量為T(或t、n)和θ。 由T=T0[1+asin2],sin2=( )T-,所以圖 的斜率為 。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

例2:在使用單擺測(cè)量局部重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)組pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑。 測(cè)量結(jié)果如圖所示,則擺球直徑為。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)測(cè)出擺線長度為89.2厘米,然后用秒表記錄擺錘振動(dòng)30次全振所需的時(shí)間,如圖A中的秒表所示。則擺錘長度為擺錘為 ,秒表上顯示的讀數(shù)為 。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3) 為了提高實(shí)驗(yàn)精度,實(shí)驗(yàn)過程中可以多次改變擺長l,測(cè)量對(duì)應(yīng)的周期T,得到一組對(duì)應(yīng)的l和T值,則l為橫坐標(biāo),T2 為縱坐標(biāo)。 ,將得到的數(shù)據(jù)連成直線如圖B所示,則測(cè)得的重力加速度g=/s2。 (π為3.14,計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【答案】(1)0.97 (2)89.685 57.0 (3)9.86pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【分析】(1)主刻度指示9毫米,游標(biāo)刻度指示0.1×7毫米=0.7毫米,所以球的直徑為9.7毫米,即0.97厘米。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)單擺的擺長是繩子的長度加上球的半徑,所以擺長是89.2厘米+0.485厘米=89.685厘米; 秒表無需讀取,如圖所示讀數(shù)為57.0s。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3) 由單擺周期公式可得T2=l,斜率=4,解為g=9.86 m/s2。pxh物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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