資源簡介

(共33張PPT)
用單擺測量重力加速度
用單擺測量重力加速度
1 學習任務一
理解實驗原理，進行實驗操作（A層）
3 學習任務三
創新實驗方案，探索更多實驗途徑（C層）
2 學習任務二
處理實驗數據，進行誤差分析（B層）
新課引入：航拍中國
中國部分城市的重力加速度
北京市g=9.8015m/s2
武漢市g=9.7936m/s2
臺北市g=9.7904m/s2
學習任務一：理解實驗原理，進行實驗操作
如何測量一座城市的重力加速度？
一、實驗目的
用單擺測量重力加速度
三百多年前，荷蘭科學家克里斯蒂安·惠更斯在巴黎，通過單擺測出了該地區重力加速度的準確值。
單擺
理想模型
擺角小于5°
周期公式
學習任務一：理解實驗原理，進行實驗操作
二、實驗原理
學習任務一：理解實驗原理，進行實驗操作
三、實驗器材
游標卡尺
毫米刻度尺
秒表
測什么？
單擺裝置
擺長L
周期T
學習任務一：理解實驗原理，進行實驗操作
四、實驗步驟
1.放置實驗裝置
2.測量擺長和周期
3.改變擺長，重復做幾次實驗，將數據記錄在表上。
4.處理實驗數據，進行誤差分析。
1.放置實驗裝置
擺長長些好還是短些好？為什么？
長些好，周期長，時間誤差較小。
1.放置實驗裝置
方法一：把裝有擺球的擺線纏繞在釘子上
方法二：用夾子固定住擺線
1.放置實驗裝置
“課室”單擺制作完成
擺球
固定點
擺線
仰視圖
確保單擺在豎直平面內自由擺動
1.放置實驗裝置
擺角小于5°
l0
s
5°
平衡位置
擺球靜止時，用紅色粉筆標注平衡位置
2.測量擺長
d=18+28 0.02=18.56mm
擺球半徑
2.測量擺長
擺長=0.97778m
繩長l0=0.9685m
3.測量周期
問題一：如何測量周期？單次測量可行嗎？
測出30~50次全振動的時間，再算出平均周期。
問題二：記錄振動次數時，需要設置計時起點，應以哪個位置為好？
平衡位置。
3.測量周期
4.改變擺長，重復做幾次實驗，將數據記錄在表上。
1
2
3
4
5
6
學習任務二：處理實驗數據，進行誤差分析
五、處理實驗數據
方法一：平均值法
方法二：圖像法
9.7256m/s2
擺球半徑d=9.28mm=0.00928m
均為50次全振動
方法一：平均值法
方法二：圖像法
由周期公式T若以T2為縱軸，L為橫軸，建立直角坐標系，得出的將是怎樣的圖像？
斜率k=常量，因此圖象是一條過原點的直線。
方法二：圖像法
k=
g=9.7237m/s2
學習任務二：處理實驗數據，進行誤差分析
方法一：平均值法
方法二：圖像法
六、誤差分析
我市g=9.7883m/s2
g=9.7256m/s2
g=9.7237m/s2
學習任務二：處理實驗數據，進行誤差分析
產生原因 改進方案
系統誤差 主要來源于單擺模型本身 1.器材：選擇體積小、質量大的擺球和彈性較小的擺繩。
2.裝置： 固定懸掛點。
3.操作：擺角不大于5°，確保在同一豎直平面內擺動。
偶然誤差 測量時間、擺長的誤差 1.測量：正視刻度尺讀數；全振動次數應多一些；多組測量求平均。
2.采用更新型的實驗儀器，創新實驗方案。
學習任務三：創新實驗方案，探索更多實驗途徑
Tracker
用于物體運動視頻分析處理的開源軟件。利用Tracker分析物體運動視頻，可迅速得出物體的多種運動參數，如速度，加速度，周期等。
學習任務三：創新實驗方案，探索更多實驗途徑
Tracker視頻分析軟件
架設拍攝設備
學習任務三：創新實驗方案，探索更多實驗途徑
學習任務三：創新實驗方案，探索更多實驗途徑
Tracker計算結果分析
=3.160rad/s
L=0.97778m
誤差率僅為0.2513%
我市g =9.7883m/s2
計算值g’=9.7637m/s2
學習任務三：創新實驗方案，探索更多實驗途徑
學生活動：Phyphox手機物理工坊
Phyphox
手機物理工坊
學習任務三：創新實驗方案，探索更多實驗途徑
總結與反思
討論與改進
學習任務三：創新實驗方案，探索更多實驗途徑
擺長L=36.8厘米
學習任務三：創新實驗方案，探索更多實驗途徑
珠江美景
用單擺測量重力加速度，是我們利用所學知識，了解我們的家鄉和祖國的其中一條途徑。祖國大好河山，等著同學們用更大的智慧去探索！
丹霞山景色
臺灣省海邊景色
課堂小結
1.理解利用單擺測量重力加速度的實驗原理，并進行實驗操作。
2.通過平均值法、圖像法處理實驗數據，求出當地的重力加速度，分析實驗誤差。
3.采用運動軌跡分析、傳感器等途徑，創新實驗方案，提高科學探究能力。
感謝聆聽，再見！

展開更多......

收起↑