研究单摆摆长和周期的关系

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1、个人介绍:李樑，1977年2月出生，毕业于华东师范大学物理系，99年参加工作，在上海市大同中学任教至今，现任物理教研组长。工作期间多次在、市区教学评比中获得好成绩，荣获黄浦区“青年岗位能手”、“新长征突击手”。探究摆长对单摆周期的影响及其定量关系大同中学李梁教学说明:《探究影响单摆周期的因索及其定量关系》这节课，将由学生用DIS仪器探究摆长对单摆周期的影响及其定量关系，希望通过实验让学生理解两者的定量关系，熟悉DIS实验仪器和软件操作技能，并学会怎样用DIS软件处理实验数据。使学生在这个过程小体验用计算机辅助系统进行科学探究的过程，学会

2、科学探究的基木思想和基木方法，从而培养学生对科学研究的浓厚兴趣，培养他们的科学探究能力和团队合作精神。这节课的重点是学生动手实验寻找单摆周期与摆长的定量关系，为此设计了一个应用DIS通用软件的实验，分别利用光电门传感器和位移传感器同时测量单摆的周期和摆长，充分发挥传感器测量精度高和测量方便快捷的优点，让学生在课堂上有限的时间内测量多组摆长和周期的数据进行处理，这在以往的教学过程中是非常难以完成的任务，体现了二期课改的时代性和DIS实验的不可替代性。这个实验的数据处理过程从表格到图像直至拟合函数，让学生充分体会了科学探究的基本过程和基本方

3、法。需耍同时进行操作的实验过程则要求实验小组屮每一位学生都有明确的分工，相互协作才能顺利完成，这样的合作过程有利于培养学生的团队合作精神。这节课的难点在于如何用位移传感器精确测量摆长，为此对学生实验仪器进行了四点改进，一是：加长了实验用的铁架台，让摆长有足够大的变化范围；二是：用胶木塞代替塑料片来固定悬绳，便于学生改变摆长同时保证了悬点的固定；三是：将位移传感器的发射器与胶木塞固眾在一起并与悬点齐平，保证了摆长测量的精确性；四是：将光电门传感器和位移传感器的接收器固定在-•起，使测量更便捷等等。这样大大提高了学生做实验的效率，而学生在了

4、解为什么这样做的同时也对实验的要点和注意事项有了更深刻的认识，通过对科学实验操作的严密性，也培养了他们对科学学习的严谨态度。教案:探究摆长对单摆周期的影响及其定量关系一、教学目标1、知识与技能：（1）探究摆长对单摆周期的影响及其定量关系（2）理解单摆周期与摆长的定量关系（3）掌握DIS实验仪器和软件操作技能（4）学会怎样用DIS软件处理实验数据2、过程和方法：体验用计算机辅助系统进行科学探究的过程，学会科学探究的基本思想和基本方法3、情感、态度和价值观：培养对科学研究的浓厚兴趣，培养科学探究能力，培养团队合作精神二、教学重点与难点重点：

5、实验探究单摆周期与摆长的定量关系难点：精确测量摆长三、教学设备电脑、投影仪、DIS实验系统、单摆、铁架台四、教学结构教学内容教师活动学生活动提出问题：单摆的周期可用各种不同摆长，不同质观察实验并根据观察到能和哪些物理量有关？量，不同振幅的单摆作演小,提出问题。的现象作出猜测研究方案讨论引导学生先着重研究摆长对周期的彩响实验方案设计(控制变量法)学生通过DIS实验探讨：单摆的周期和摆长有怎么样的关系实验步骤见附录DIS实验:测量多组摆长和周期数据实验数据分析：曲线拟合用拟合方法处理实验数据用改变参量方法处理数据得出结论：单摆的周期与摆长的

6、平方根成正比总结探究的思路和方法探讨单摆周期与其他物理量之间关系提出问题：如何研究小球质量、振郦、摆角等因素对单摆周期的彩响？设计实验方案：周期与小球质量，周期与振幅之间关系学生DJLS实验研究周期与质量和振幅关系指导实验学生分成三大组，分组实验总结实验结论：周期与小球质量和振幅无关总结实验结论，提出单摆等时性五、教学过程(-)情景导入，提出问题实验桌上放有不同的摆，有的是用绳悬挂气球，有的绳很短，有的绳子屮点和卜•端分别悬挂两个钩码。学生观察，排除不符合要求的摆，复习单摆理想模型，分析描述简谐振动的物理量。(-)观察实验，做出猜测展示

7、不同摆长，不同质量、大小、不同振幅的摆，使其做简谐振动让学生观察，猜测单摆的周期可能受到哪些因索的影响。(三)设计方案与讨论用实物投影仪放大光电门传感器的结构，讨论并投影正确测量摆长的方法。用DIS实验系统的通用软件来进行探究，首先研究一下摆长与单摆周期的关系。光电门传感器测量单摆的周期快捷而月.准确，光电门传感器的内侧两边各有一个小孔，通过摆线或者摆球的挡光来记录数据，使用时要注意摆动过程中能够正确挡光。摆长用位移传感器测量，应该将小球悬挂以后从选点测到球心。（四）学生实验，教师辅导每个小组改变摆长测量10组摆长利周期的数据。学生进行

8、实验，老师辅导，约10分钟（五）实验总结，数据分析1、原始数据定性分析大致规律学生观察采集到的原始数据，根据数据定性分析。学生观察采集的数据，可以从数据中看到，随着摆长逐渐减小，单摆的周期也在逐渐减小。2、