○杨雄飞
【摘 要】摘 要 单摆是高中物理的一个重要知识点,虽说是最简单、最基本的简谐运动，但也是最特殊的机械振动，它是简谐运动的重要特例之一，属高考的热点，教学中应给予足够的重视。本文就关于用“单摆测定重力加速度”的实验教学这一节课，简单地阐述一下如何培养学生的创新精神、探索品质和实践能力。 【期刊名称】西北成人教育学报
【年(卷),期】2010(000)005
【总页数】2
【关键词】关键词 反思型教师 校本学习
在用“单摆测定重力加速度”的实验教学中，除了对实验原理的探究、实验器材的选取、实验方法的确定和实验误差的分析外，还可以引导学生进行下列发散性的思考，以达到开发和促
进学生的开放性思维。
思考之一，能否改变实验数据的处理方法。
该实验的方法是：先测出单摆的摆长L和振动周期T之后，再代入公式g＝4π2L/T2求出重力加速度g的值,现在能否不用公式计算,而采用图象法处理呢?如果能用这种方法,那么又有什么好处呢?
分析:由公式可得,L＝gT2/4π2。令g/4π2＝k，则L＝k T2。可见 ，取不同的摆长L，可以分别测出相对应的周期T，然后作出L——T2图象,则图象的斜率可以求出,从而,g＝4π2k,这种方法,实质上是取了多次测量的平均值,从而也使测得的g值更加精确。①
电压比较器电路思考之二，能否改变实验的条件。
本实验的方法是：用测量工具测出单摆的摆长L和振动周期T之后，再计算重力加速度g的值,如果不能准确地测出摆长L,又将如何呢?
例如:实验中给出的小球应该是均匀的,若实验器材中给出的不是均匀小球,而是一块形状不规则的小石块,能测出重力加速度g的值吗?
分析:测量单摆的摆长时，应从悬点量到均匀小球的球心处。一般来说，应是悬点到摆动小物体的重心间的距离。而形状不规则的小石块，其重心位置是难以确定的，而用小石块做成单摆之后,我们只能测出摆线的长度L0，设栓石块的线端到石块重心间的距离为S，则T＝2π ，由此可见，L0和周期T可测，但是，在计算公式中出现了两个未知的物理量——S和重力加速度g。因此，只用一个方程不能求出重力加速度g，但是可以通过改变摆线的长度，由此可见，Lo和周期T可测，但是，在计算公式中出现了两个未知的物理量--s和重力加速度g。因此，测出两次摆线的长度L01和L02以及对应的周期T1、T2， 由和T2=联立求解重力加速度 ＝4π2（L01-L02）/（T21-T22）。
再如:如果实验时,摆球用很长的细线悬挂在天花板上,由于悬挂点太高,测量时无法触及,则如何测出重力加速度g的值呢?
分析:本情况与上述情况相似,都是无法测量摆长L,而所不同的则是:上述情况无法测量至球心,而本情况则是无法测量至悬点,因此,本情况也可以采取测量部分摆长的方法,仿照上述情况的处理过程来测得g值。具体的做法是：可以先在摆线上人手够得着的地方，确定一点P,设P点以上和P点以下的部分摆长分别为L0和S,借鉴上述情况的结论,有L0+S＝gT2/4π2＝k
T2(k＝g/4π2),多次改变s,测出相对应的周期T,作出s—T2图象,求出图线的斜率k,则g＝4π2k。
家用智能豆腐机思考之三，能否改变实验的目的。
该实验的目的是用单摆测出重力加速度g的值,而不是测其它的。如果在测量长度时没有刻度尺，能否用单摆代替呢？
例如：用一块秒表，一个小球（沿直径方向开孔），细线及支架，粗测某矩形桌面的面积。
分析：大家知道，要测量矩形桌面的面积。必须测出它的长和宽。但是，所给的秒表只能测时间，而实验器材中并无测量长度的米尺，那么，如何通过测量时间来测长度呢？而由实验器材中提供的带孔的小球、细线、支架，可以使我们联想到单摆，想到了通过测定单摆的周期求其摆长L。测量时，先把带孔小球通过细线固定在支架上，做成单摆，使摆长先后等于矩形桌面的长和宽，用秒表分别测出振动周期，再由周期公式算出摆长（即桌面的长和宽），而两次摆长的乘积就是桌面的面积。
思考之四，能否改变实验的原理。
该实验是用单摆测出重力加速度g，其原理是根据单摆的周期公式推导出来的：g＝4π2L/T2，那么，除了“用单摆测重力加速度”之外，还有那些方法可以测定重力加速度。②
分析：学生在用单摆测重力加速度之前,就已经利用打点计时器做过“测定匀变速直线运动的加速度”,和利用重物自由下落 “验证机械能守恒定律”的学生实验。因此，学生很容易联想到，利用“验证机械能守恒定律”的实验装置，及在重物自由下落过程中打出的纸带上的点，并由“逐差法”求出重力加速度g。
除了上述方法之外，我们还可以启发学生根据自由落体运动的位移公式设计测量方法。如果能够测得h和t，便可以根据公式求出g。例如：可将一个盘子放在水龙头的下方，调节水龙头的阀门，使一个水滴落到盘子发出声音的时刻，下一个水滴刚好从水龙头开始下落。测出n（50～100）个水滴下落的总时间tn，测出水滴下落的高度h,则由公式g＝2h/t2＝2n2h/tn2求出g。 当然，还可以采用其它的测量方法。
压电陶瓷超声换能器总之,经过长期教学实践证明:在“用单摆测定重力加速度”的学生实验中,引导学生进行上述一
系列发散性思考,对于培养学生的创新精神、激发学生的探索品质和提高学生的实践能力都是十分有益的。
注 释：
高温瞬时灭菌① 任志鸿：《志鸿优化设计高中总复习》，西苑出版社，2005年版，第16页。
② 刘同胜：《物理教学论》，广西师范大学出版社，2004年版，第31页。
责任编辑：高海峰
文字校对：苏一星墙体切割开门洞
【文献来源】离合器盘www.zhangqiaokeyan/academic-journal-cn_journal-college-northwest-adult-education_thesis/0201233532189.html
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