2022年探究加速度与力、质量的关系教案实用 .pdf

探究加速度与力、质量之间的关系涉县第一中学李海河2010年4月27日课 标 要求：通过实验，探究加速度与物体质量、受力的关系。教学设计思想 ：本节课的教学目的不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段。课本中提供的实验参考方案由于实验操作和数据处理的理解两方面难度较大，鉴于实验器材和学生的具体情况， 本节课采用打点计时器打纸带，求加速度的方法探究加速度与力、质量的关系。并分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系图象。 根据图象得出加速度与力、 质量的关系式。在实验探究过程中，贯彻新课标的三维教学目标。教学目 标：1、知识与技能；(1) 掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验方法，提高实验动手能力；(2)了解并在实验中应用控制变量法；(3) 会用作图法处理数据，并知道可以利用信息技术（如Excel 软件）协助完成；从数据结果能归纳出加速度、力、质量三者关系；2、过程与方法；(1) 通过实验探究，初步学习使用控制变量法和计算机处理数据，认识数学工具和信息技术在物理研究中的重要作用；(2) 通过实验探究，观察实验现象，采集数据，培养实事求是的科学精神；3、情感、态度与价值观；(1) 培养团队协作精神， 能相互交流、 讨论，勇于改进实验方法。(2) 经历实验探究过程，提高参与科技活动的热情，勇于探究日常生活中的物理学问题；能体验探究过程的艰辛和严谨；教学流程图：教 学 过 程：1、情景引入。跑步推铅球2、提出问题。教师学生观察发现问题思维提出问题情景提问引导猜想与假设设计实验进行实验分 析论证评估活动获知反思实验探究双向交流得出结论反馈纠偏讨论发言名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 问题 1：从运动性质来看，两种运动有什么不同？（加速度不同。）物体的加速度与力、质量有关，物体质量一定时，受力越大，加速度越大 ；物体受力一定时，质量越大，加速度越小 。问题2：物体运动的加速度跟什么因素有关？（跟物体质量和受力有关。）问题3：物体的加速度与物体质量、受力之间有什么定性关系？探究1：探究加速度与质量、受力之间的定性关系。问：用什么方法可使探究三个物理量之间的关系变得比较简单？（引导学生回忆欧姆定律中的实验方法， 进一步认识科学研究中常用的、重要的方法控制变量法。）问：这些现象反映了加速度跟受力、质量之间有什么定性关系？结论：物体质量一定时，受力越大，加速度越大；物体受力一定时，质量越大，加速度越小。探究2：物体的加速度与物体质量、受力之间有什么定量比例关系？3、猜想与假设。猜想与假设有时能起到重要的作用，它是科研过程中的一个重要的基本要素。如在前面学过的伽利略对自由落体运动的研究一节中，正因为伽利略有了合理而大胆的猜想， 从而为后面的实验研究提供了一个指导性的作用。（鼓励学生大胆猜想， 建议学生借鉴伽利略对自由落体运动的性质的猜想方法：自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。 并将猜想的几种可能结果归纳在屏幕上）。孰是孰非，让事实说话。5、制定计划与设计实验。制定实验方案，实际上就是从操作的角度把探究的猜想或假设具体化、程序化。根据探究假设来确定实验目的，根据实验目的来思考实验的原理，按照实验的原理，来设计实验的程序和步骤，这是构思实验方案的基本线索。问：在实验室里利用常见的器材，要达到这个实验目的，比较可行的方案有哪些？学生讨论，总结出方案。方案一：直接测量出a、F、m 的数值，从结果找出规律。方案二：由于此实验是探究三者的比例关系，可不用测出具体数值，可以控制两车在受不同的拉力情况下同时由静止运动，又同时停止， 由位移之比得出加速度之比，然后分析加速度之比与受力之比有什么关系。说明：考虑到操作性方面，本节课采用方案一。问1：在用方案一进行实验时，需要哪些实验器材？学生选器材。教师演示方案一，目的是为了讲解实验中注意事项。问2：小车质量不变时，如何给小车施加一个已知的拉力，又如何改变这拉力大小？（绳子下端挂物体， 拉力可认为是物体的重力， 改变物体的质量即可改变对小车的拉力。）说明：为了减小实验误差， 所挂物体的质量应远小于小车的质量，有关这个问题的原因， 鼓励学生课余去查阅相关资料。教师提供该实验中关于质量如何改变的一些参考数据。问3：有时加一个质量较小的砝码，小车不会动，这是为什么？（因为小车与木板间有摩擦力。）问4：如何将这阻力对实验的影响减小或消除呢？（垫高木板一端，以此来名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 平衡摩擦力。）问5：垫高一端为什么就能平衡摩擦力呢？（利用重力的分解解释）教师演示。强调：做该实验时，动手操作方面，数据计算方面比较繁琐，要求学生既要分工，又要合作，要发扬团队协作精神。发挥各人所长，如可以两人动手操作，一人处理数据。同时也应注意安全和保护实验器材。6、进行实验。（学生动手操作，教师调控。）1.探究加速度与力、质量的关系的试验中有关加速度的处理2. 探究加速度与力、质量的关系的试验步骤（1）研究加速度跟力的关系实验步骤：摆放好实验装置。 用弹簧秤测出沙桶重力F 计入表格， 将车拉到打点计时器附近。打开打点计时器电源，释放小车，得到纸带，并在纸带上计下沙桶的重量。改变沙的质量，重复以上的步骤4 次。设计表格，记录实验数据。力（N）加速度（m/s2）（2）研究加速度跟质量的关系：实验步骤：保持沙桶质量不变。用天平测出小车质量m计入表格，将车拉到打点计时器附近。打开打点计时器电源，释放小车，得到纸带，并在纸带上计下车的质量。在车上放砝码改变车的质量，重复23的步骤 4 次。设计表格，记录实验数据。质量(kg) 加速度（m/s2）根据实验记录的数据，做图像，得出实验结论：保持物体的质量不变时，物体的加速度与物体所受合外力成正比；保持所受的合外力不变时，物体的加速度与质量成反比。7、分析与论证 。搜集；请 23个实验小组的代表上台将实验数据处理结果以及结论利用展示仪展现在屏幕上，并对数据处理的过程做简单陈述。数据处理方法可能出现有：A、计算列表法；优点：操作简单，数据间的简单数学关系一目了然。B、图表法处理；做出a-F 图象（直线）和a -m 图象（双曲线）。C、图表法处理；做出a-F 图象（直线）和a 1/m 图象（直线）。教师点评，提出几点建议：1、实验数据处理最好运用图表、图线及拟合线性方程。2、应灵活运用数学工具处理非线性关系的数据。如变a -m 图象为a 1/m 图象，即“变曲为直”，说明这种方法的好处。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 3、可运用信息技术帮助处理数据。 （引导学生回忆第二章第一节课后的“做一做”，并请一位擅长电脑操作的学生上台运用Excel 软件处理该组实验数据。教师指出这方法的优点： 准确、快捷。并展示为该实验 “量身定做” 的一份表格，只要输入每条纸带的六段位移数据，立即得出拟合线性方程， 使学生进一步体会计算机的作用， 认识信息技术的重要性， 趁热鼓励学生有机会多掌握计算机应用技术。）8、评估。科学探究除了实验探究，还包括理论探究。从实验结果到科学理论的诞生，中间不是单纯的逻辑关系和简单的归纳关系。评估就是经过分析、 论证，形成探究结论后，还需要对结果与假设之间的差异作进一步思考与评价，寻找该差异的特征并判断其性质。尝试让学生分析产生实验结果与假设之间的差异的原因。小结：提问：通过这堂课，你除了初步弄懂了加速度、力、质量之间的关系以外，你还学会了什么？（如技能、方法、感悟等）（控制变量法；数学工具的重要性；计算机处理数据；怎样正确下一个结论；理论探究的一些思想方法；, ）展现课堂小结：物理实验很重要，控制变量要知道。实验过程要严谨，团结协作不能少。人脑电脑灵活用，“ 变曲为直 ” 实在妙。下结论时须谨慎，讨论交流共提高名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -