2022年第二节实验：探究加速度与力和质量的关系教学设计.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章学习必备欢迎下载第三节牛顿其次定律（一）教材分析牛顿其次定律是在试验基础上建立起来的重要规律,它是动力学的核心规律,也是学习其它动力学规律的基础；在一般高中物理课程标准共同必修模块“ 物理 1” 中涉及本节的内容有：“ 在试验基础上得出牛顿其次定律,体会牛顿其次定律的桥梁作用；”（二）教学目标 学问与技能：1、把握牛顿其次定律的文字内容和数学公式 2、懂得公式中各物理量的意义及相互关系会应用牛顿其次定律解决力学和运动学习题,3、知道在国际单位制中力的单位 "牛顿 "是怎样定义的 4、会用牛顿其次定律的公式进行有关的运算 过程与方法：过程与方法：1、以试验为基础,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿 其次定律2、能从实际运动中抽象出模型并用其次定律加以解决 情感态度与价值观：1、渗透物理学争论方法的训练 2、熟悉到由试验归纳总结物理规律是物理学争论的重要方法（三）教学重点难点 教学重点：（1）牛顿其次定律（2）牛顿其次定律的应用 教学难点：牛顿其次定律的应用 教学难点的突破措施：在教材处理上把牛顿其次定律分为两个学时；第一学时主要的任务是：探究加速度与力、质 量的关系； 其次学时主要的任务是：建立牛顿其次定律并进行初步的应用；本节课是第一学 时,主要采纳以下的教学策略：1自主学习与合作探究建立好牛顿其次定律的表达式后,可以选取代表性的习题,在此基础上, 让同学总结应用第二牛顿运动定律的步骤2现代教学手段与启示式在课堂中采纳多媒体课件作为帮助手段,创设物理情形,启示引导同学,帮忙同学建立 形象直观的熟悉,调动同学学习的积极性,有效地提高学习效率；（四）教具 教学设备：多媒体教室、课件；同学分组试验器材（探究包）：气垫导轨、气源、两个光电门和与之配套的数字计时器,滑 块、滑片、细线、小桶、天平、砝码、细沙、弹簧秤、小车、木块、钩码、一端带有滑轮的 长木板、打点器、纸带、秒表、毫米刻度尺、垫木、橡皮筋等；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（五）教学过程导入情境视频展现：刘翔在雅典奥运会夺金的情形；老师：在决赛时, 刘翔将自己身上一切戴的东西像手表、项链等都摘了下来,穿最轻的跑鞋；这样做的科学道理在哪里？猜测同学争论后得出的结论可能是：_；质量越小,运动状态越简洁转变,也就是说在相同的情形下,物体获得的加速度就越大；说明通过视频展现创设物理情形,激发同学的学习爱好,同时渗透德育训练；进行新课一、提出猜想老师：那么、物体的加速度与哪些因素有关呢？请同学们从生活体会动身提出自己的看法,并举例说明；（同时老师利用课件供应一些图片,对同学进行启示；）附图片内容如下：为何体操,跳水运动员的身材都比较苗条、瘦小？从防止发生交通事故的角度考虑,说一说反超载的道理？F1 方程式赛车的质量只有一般小轿车质量的三分之一,这样做有什么好处？神舟五号飞船返回仓返回时为何要打开降落伞？猜测同学有代表性的回答可能有以下几方面：1与物体受到的外力的关系：（老师在同学分析的过程中板书归纳；）与物体受到的外力有关；例如：骑自行车刹车：用力刹车时,用的力越大、车越简洁停下来,即：阻力越大,自行车减速的加速度越大；与物体受到的外力无关；例如：用大小不一样的力推大石头,推不动,运动状态不变,加速度为零；应当是与物体受到的合外力有关；分析如下：用大小不一样的力推大石头,推不动,是因为大石头同时受到摩擦力的作用,受到合外力为零,因此、加速度也为零；2与物体质量的关系：与物体的质量有关；例如： 人分别用相同的力推自行车和摩托车时,自行车比较简洁加速启动,而摩托车就较难；也就是说在相同的情形下,质量较小的自行车获得的加速度就较大；3与物体运动的速度的关系：与物体的速度有关；例如： 速度大的物体较不简洁停止运动,而速度小的物体较简洁天下来；与物体的速度无关；例如：做匀速直线运动的物体不论速度大小,加速度都为零；与物体的速度无关；分析如下： 加速度是描述速度变化快慢的物理量,从公式可知,加速度与速度的大小无关；引导同学总结得出猜想：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关；说明同学在生活中对“ 影响物体加速度大小的因素” 有所熟悉,但这些熟悉往往是片面的、不精确的；因此要让同学充分地表达已有的熟悉,在这过程中老师利用课件供应一些图片,对同学进行启示,引导他们不断修正自己的观点,从而形成对科学的熟悉；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载引导同学结合前面学习的学问（牛顿第肯定律等）,争论猜想的科学依据所在,从而确定：物体的加速度 只与它所受合外力 和物体本身的质量 有关；说明：让同学从理论的角度加以分析有利于培育同学理论联系实际的才能,有利于培育同学的规律思维才能；引导同学深化探究：与和的定量关系；二、 探究 a 与 F、m 的定量关系1确定争论方法老师：我们应当采纳什么样的物理方法来争论与、的定量关系呢？猜测同学的分析可能如下：分两步进行争论：保持争论对象的质量 肯定时,争论加速度 和合外力 的关系；保持争论对象受到的合外力 肯定时,争论加速度 和质量 的关系；然后综合两次的争论结果,进行推理和归纳,便可找出 与、三者之间存在的关系；老师在确定争论方法后,简洁地介绍“ 掌握变量法” ；说明中学阶段同学曾多次应用过掌握变量法；假如同学回答有误,老师启示同学回忆：争论电流与电压和电阻这三者关系所采纳的方法；2设计试验方案老师进一步引导同学设计试验方案；让同学以小组为单位设计探究方案：包括使用哪些试验器材,如何进行操作, 如何采集数据等？（要求同学把设计的方案简要地写在纸上）；老师巡察赐予必要的指导；挑选较有代表性方案的小组派代表上台简要表达本组设计的方案（用实物投影仪把同学写在纸上的方案投影出来）,让全班同学进行沟通；大家在相互启示、补充的过程中形成较为完善的方案；猜测同学设计的试验方案可能是：方案一 ：用小车、电火花打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、天平、砝码、刻度尺、垫木等器材,争论小车的运动；用天平分别测出小车的质量,测出小桶的质量与小桶中砝码,把小桶与小桶中砝码的总重力 当作小车受到的拉力,从打点计时器打出的纸带上测量并算出,由 运算出小车的加速度；方案二 ：以气垫导轨、气源、两个光电门、数字计时器、滑块、滑片、刻度尺、细线、小桶、名师归纳总结 砝码、天平为器材争论滑块的运动；用天平测出滑块和滑片的质量滑块M,测出小桶与小桶第 3 页,共 9 页中砝码的质量,把小桶与小桶中砝码的总重力当作滑块受到的拉力,用光电门和- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载、,以及这一过程所用的时间数字计时器自动测出滑块运动经过两个光电门时的速度t ,再通过公式算出滑块的加速度；说明：在同学沟通争论试验设计的方案中,要有较充分的时间让他们对各种方案阐述自己的观点, 反思方案中的问题,同时老师要参加同学的争论分析,启示引导同学形成较为完善的试验方案；同时应留意有些同学可能有别的方案,要勉励和仔细对待,在课堂时间不足的情形下,可在课外指导同学去探究；在设计测拉力的方法时,老师要告知同学：把小桶与小桶中砝码的总重力 当作争论对象受到的拉力、这是有条件的,即 <<；同时可以把这一条件作为同学的课外探究课题；在试验中, 只需测出小桶的质量,然后通过加减小桶中砝码的质量来转变对争论对象的拉力,这可以节省测量砝码所需的时间；3进行试验探究和数据处理引导同学从试验误差、试验操作等方面来分析比较两种方案的差别；师生共同确定用 “ 方案二” 进行试验探究,同时确定试验的详细步骤和留意事项；并用课件显示试验的详细步骤和留意事项；说明“ 方案二” 便于操作,且试验误差较小；用课件显示详细的试验步骤,有助于同学较为规范地完成试验；介绍并演示 CAI 课件的功能数据运算：将测出、t 等数据输入运算机的数据处理表格后、运算机将自动算出相应的加速度,将 输入运算机后将自动算出合外力；自动描点连线制图的功能；通过网络可达到数据共享；同学以小组为单位,分工合作进行试验探究,并把试验数据输入运算机（使用移动 PC并接入校内网）；老师巡察,留意同学仪器使用是否得当,必要时赐予指导；调用多组同学的试验数据,让同学分析 与、与 的定量关系；初步得出：与 F 成正比,与 成反比（与 1/ 成正比）；引导同学应用 CAI 课件,采纳图象法处理试验数据；师生共同得出结论：与 成正比、与 成反比；说明： 在 CAI 课件中定义坐标轴的数值和单位,同时调用已存的试验数据,运算机将在坐标系中自动描点、连线得到试验数据的关系图象,由此判定数据的关系；其中 与 的关系可转变为 与 1/ 的关系来做图；（四）回忆总结深化熟悉名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载同学回忆本节课的探究过程以及探究过程中使用的物理思想和方法,要点,提出自己在学习中存在的疑问；老师答疑,深化学问；三课堂小结 通过试验得到：物体的加速度跟所受合力成正比,跟物体的质量成反比；课后作业：本节课后练习（六）教学评判基础练习（ 6 个）归纳总结这节课的学问1.在“ 探究加速度与力、质量的关系” 的试验中 ,当作用力肯定 ,探究加速度与质量的关系时,以下做法正确选项 A.平稳摩擦力时 ,应将穿过打点计时器的纸带固定在小车上B.每次转变小车的质量时 ,不需要重新平稳摩擦力 C.试验时 ,先放开小车 ,再接通打点计时器的电源D.试验数据处理时应作a m 图象查找加速度与质量的关系 2.在“ 探究加速度与力、质量的关系” 的试验中 ,下面的说法中正确选项A.平稳摩擦力时 ,托盘应用细线通过定滑轮系在小车上,但托盘内不能装砝码B.试验中应始终保持小车和砝码的质量远大于托盘和砝码的质量C.试验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上 ,即可证明加速度与质量成反比D.平稳摩擦力时 ,小车后面的纸带必需连好,由于运动过程中纸带也要受到阻力3. “探究物体的加速度与力、质量的关系” 的试验也可以不测加速度的详细数值,通过测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移比值 ,此比值=. x1、x2 来测量不怜悯形下物体加速度的假如 a 图象是通过坐标原点的一条直线,就说明. A.加速度 a 与质量 m 成正比 B.加速度 a 与质量 m 成反比 C.质量 m 与加速度 a 成反比 D.质量 m 与加速度 a 成正比4.某同学做 “ 探究加速度与力、质量的关系” 的试验 ,使用的器材有 :带滑轮的长木板、小车及往小车上摆放的大砝码、细线、小盘及往小盘里放的小砝码、打点计时器等 .1他以小盘和盘内砝码的总重力作为细线对小车的拉力 F,测出不同拉力 F 对应的加速度 a的值 ,并把各数据标在 a F 坐标系上 ,发觉它们都在一条直线的邻近 ,这条直线不过坐标原点 ,如图甲所示 ,产生这种情形的缘由是什么 . 甲名师归纳总结 答:. A 所示 ,另一位同学使用同一套仪器作出的第 5 页,共 9 页2经过调整后 ,该同学作出的a F 图象如图乙中的a F 图象如图乙中的B 所示 ,就 mAmB选填 “>” “或“<”. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载乙5.某同学用如图甲所示试验装置做“ 探究加速度与力、质量的关系” 试验 ,保持小车的质量不变,测得小车的加速度 a 和拉力 F 的数据如下表所示 .甲F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 a/m· s-2 0.10 0.21 0.29 0.40 乙1依据表中的数据在图乙中画出 a F 图线 .2把图线延长 ,看看图线是否通过原点 .假如不通过原点 ,试分析在操作过程中可能遗漏了哪个步骤 :6.用如下列图的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系.试验时 ,小盘和砝码牵引小车,使小车做初速为零的匀加速直线运动. 1此试验中可以不测量加速度的详细值,缘由是 :2通过转变,就可以转变小车所受到的合力. 为横坐标作图象,这样3在探究加速度与质量的关系时,分别以为纵坐标、就能直观地看出其关系. 基础过关（ 6 个）1、在探究 a 与 F、m关系的试验中,以下说法中正确选项 A. 平稳摩擦力时,小桶应用细线通过定滑轮系在小车上,但小桶内不能装砂子B. 试验中无需始终保持小车和砝码的质量远远大于砂子和小桶的质量C. 试验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上时,即可证明加速度与质量成反比D. 平稳摩擦力时,小车后面的纸带必需连好,由于运动过程中纸带也要受到阻力名师归纳总结 2某同学在做 “ 探究加速度与力、质量的关系” 的试验时,在平稳摩擦力时把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大；他所得到的 a- F 关系图象应是以下哪一个？ a 是小车的加速度,第 6 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - F是细线作用于小车的拉力 学习必备欢迎下载3在 “ 探究加速度与力、质量的关系” 的试验中,备有以下器材：A.电火花计时器；B.天平； C.秒表； D.沟通电源； E. 电池； F. 纸带； G.细绳、砝码、钩码、滑块 可骑在气垫导轨上 ；H.气垫导轨 一端带定滑轮 ； I. 毫米刻度尺； J. 小型气泵；1 试验应选用的器材有 _；试验争论的对象 _ _ ；2 本试验分两大步骤进行：_； _ ；4在争论物体的“ 加速度、作用力和质量” 三个物理量的关系时,我们用试验争论了小车“ 在质量肯定的情形下,加速度和作用力的关系” ；又争论了“ 在作用力肯定的情形下,加速度和质量之间的关系” 这种争论物理问题的科学方法是 A.建立抱负模型的方法 B. 掌握变量法 C. 等效替代法 D. 类比法5探究物体的加速度与力、质量的关系试验中,1 在探究物体的加速度与力的关系时,应保持 水平拉力 F,测出相对应的加速度 a；_不变,分别转变施加在物体上的2 为了更直观地反映物体的加速度 a 与物体质量 m的关系,往往用二者的关系图象来表示,该关系图象最好应选用 _；Aa-m 图象 B m-a 图象 Ca-图象 D图象6用斜面、小车、小盘、砝码、打点计时器等做“探究加速度与力、质量的关系” 的试验中,得到如下列图的纸带,相邻计数点间的时间间隔为请写出运算加速度的表达式才能提升（ 2 个）T,且 x1、x2、 x3、 、x6 已测量出；1.现要验证 “ 当质量肯定时 ,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比” 这一物理规律 .给定的器材如下 :一倾角可以调剂的长斜面 如下列图 、小车、计时器一个、刻度尺 .填入适当的公式或文字 ,完善以下试验步骤 不考虑摩擦力的影响 : 1让小车自斜面上方一固定点 A1从静止开头下滑至斜面底端 A2,登记所用的时间 t.名师归纳总结 2用刻度尺测量A1与 A2之间的距离x,就小车的加速度a=. 第 7 页,共 9 页3用刻度尺测量A1相对于 A2的高度 h,设小车所受重力为mg,就小车所受的合外力F=. 4转变,重复上述测量 . 5以 h 为横坐标、为纵坐标,依据试验数据作图.如能得到一条过原点的直线,就可以验证 “ 当- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载质量肯定时 ,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比” 这一规律 .2.在“ 探究加速度与力、质量的关系” 试验中 .1某组同学用如下列图装置 ,采纳掌握变量的方法 ,来争论在小车质量不变的情形下 ,小车的加速度与小车受到力的关系 .以下措施中不需要或不正确选项 .A.第一要平稳摩擦力 ,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力B.平稳摩擦力的方法是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速运动C.每次转变拉小车的拉力后都需要重新平稳摩擦力D.试验中 ,通过在塑料桶中增减砝码来转变小车受到的拉力E.每次小车都要从同一位置开头运动F.试验中应先放小车,然后再接通打点计时器的电源.从图象中可以看出,作用在物体上2某组同学试验得出数据,画出的a 的关系图线如下列图的恒力 F=N. （七）板书设计一、试验目标二、试验方法三、试验过程四、结论以及留意事项（八）教学反思“探究式教学 ”从内容形式上看是少了些,但这“小小的获得 ”可是同学亲身体验得来,将终身不忘； “体验 ”是每个同学成长过程所必需的,同学只有在参加中深刻体验胜利,体验挫折,体验合作, 体验质疑,体验挑战,才能健康成长；科学探究教学模式正是为每个同学供应了公平 “参加 ”的机会,通过“体验 ”促进同学的健康成长,以便更好地适应现代社会对人才进展的需要； 同学进展的同时也促进了老师和整个教学的进展,在同学的探究过程中,同学提出了许多具有建设性的问题；“探究式教学 ”提高了同学的动手才能、自己总结观看现象的才能、探究才能；更重要的是通过试验探究激发了同学的求知欲和创新精神；（九）教学资源（十）参考答案基础练习1、AB 2、 BD 3、,B 4、1未平稳摩擦力或平稳摩擦力不够2<5、:1图象如下列图名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2平稳摩擦力6.答案 :1可以转化为探究加速度与其他量之间的比例关系 其他答法只要正确就行 .如:初速度为零的匀加速直线运动 ,在相同的时间内 ,位移与加速度成正比 2砝码的数量3a或或 a 基础过关1、D 2、C 3、ABDFGHIJ ,气垫导轨上的滑块,争论m 肯定时 a 与 F 的关系,争论F 肯定时 a 与 m的关系4、B 5、质量, C 6、a=x6+x5+x4- x3+x2+x1/9 T2 才能提升名师归纳总结 1、:23mg4斜面的倾角 或斜面的高度h第 9 页,共 9 页2、1BCEF25- - - - - - -