2022年“实验探究加速度与力和质量的关系”教学设计.pdf

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1、- - 1 “实验探究：加速度与力、质量的关系”教学设计整体设计思路：为改变学生过多地被动式学习， 提高学生自主获取知识的意识， 增强科学探究活动的能力，让学生通过自己的探索获得知识与技能，体验其中的曲折与乐趣，体验科学思想与科学精神。课题“实验探究：加速度与力、质量的关系”人教版高中物理必修1 第 4 章第 2 节1 知识与技能（1）理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关（2）通过实验探究加速度与力和质量的定量关系（3）培养学生动手操作能力2 过程与方法（1）使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。（2）指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结

2、论（3）帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。3 情感态度与价值观（1）通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。（2）使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。（3）培养学生的合作意识，相互学习，交流，共同提高的学习态度重点（1）控制变量法的使用（2）如何提出实验方案并使实验方案合理可行（3）实验数据的分析与处理难点指导学生选器材，设计方案，进行实验。作出图象，得出结论教学器具小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。教学方法1、 提出问题， 导入探究原理 自主选器材， 设定方案， 进行操

3、作， 总结归纳 进行交流。2、对学生操作过程细节进行指导，对学生实验过程的疑难问题进行解答。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - - - 2 教学过程设计教师活动学生活动备注一、预习检查、 总结疑惑二、引：情境导入、 展示目标定性讨论：物体质量一定，力不同， 物体加速度有什么不同？力大小相同， 作用在不同质量物体上， 物体加速度有什么不同？物体运动状态改变快慢取决哪些因素？定性关系如何？二、进行新课1、物体加速度与它受力的定量关系探究现

4、在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系（用控制变量法） 。保持物体的质量不变， 测量物体在不同力的作用下的加速度，探究加速度与力的定量关系。 请同学生据上述事例， 猜测一下它们最简单关系。如何测量加速度a？需什么器材？请同学样设计方案。现实中，除了在真空中抛体（仅受重力） 外，仅受一个力的物体几乎不存在， 但一个单独的力作用学生讨论后回答： 第一种情况， 受力大的产生加速度大，第二种情况：质量大的产生加速度小。学生再思考生活中类似实例加以体会。加速度与力可能成正比。第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律，可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下作匀加速运动，利用打出纸带求加速度。学生思考，

5、设计可行方案测量，也可借鉴教师提供案例进行设计。教师还可举日常生活中一些实例通过观察活动，建立情境，导入新课展示课件为 了节 约时间，也 为了 培养 团队 精精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - - - - 3 效果与跟它等大、 方向相同的合力作用效果相同，因此实验中力F 的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合力？如何测？请同学们想办法。教师引导： 可利用前边测加速度的器材， 在钩码质量远小于小车质量条件下， 钩码重力大小

6、等于对小车拉力（至于为什么以后再讨论），但必须设法使木板光滑， 或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计。这样小车受的合力就等于钩码重力。 教师对学生设计方案的可行性进行评估， 筛选出最佳方案进行实验。指导学生分组实验， 把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。如何直观判断加速度a与 F 的数量关系？指导学生以 a 为纵坐标， 以 F为横坐标建立坐标系， 利用图象找规律。 利用实物投影展示某同学做的图象，让大家评价。学生设计实验步骤，进行分组实验，取得数据。学生在事先发给的坐标纸上描点，画图象，看图象是否是过原点的直线，就能判断a与 F 是否成正比。组 1 生：通过我们的讨论，我们发现用作图

7、的方法能更好地表示位移( 即加速度 ) 和力的关系 关系图表如图 423 所示；可得在研究物体质量不变的情况下，物 体 的 加 速 度 与 物 体 所 受 的 外 力 成 正比组 2 生：我们通过处理小车后面的纸带，计算出小车的加速度， 通过作图验证了小车的加速度和物体所受的合力成正比组 3 生：我们用气垫导轨作出的加速度和所受力的关系图象，实验结论是图象非常接近一条过原点的直线神， 四人 组成 一小组，每2人 一桌 两人 先研 究加 速度 与受 力的 关系， 另外 两人 研究 加速 度与 物体 质量 的关系，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载

8、 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - - - 4 做 完后 两桌 同学 的数 据共享，共 同得 出结论。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - - - - 5 体验环节在进行实验之前还应该先设计自己的实验表格来记录一下自己的实验数据那么你是怎样设计表格使你的实验数据得以记录的呢 ? 水平面长木板与小车， 车后用绳控制小车运动，两车质量相同 表格设计如右图：用一辆小车，

9、测量加 速 度 如 何 设 计 表 格呢？现在大家就根据自己设计的方案进行实验， 把数据填人设计的表格内次数拉车砝码 (g) 加速度 a1拉车砝码 (e) 加速度 a21 2 3 4 5 小车 l 小车 2 次数拉 车 砝码(s) 位移 x1cm 拉 车 砝码(s) 位移 x2cm 1 2 3 4 5 引导学生对实验数据进行处理，得出结论2、物体的加速度与其质量的定量关系探究保持物体所受力相同， 测量不同质量的物体在该加速度与质量可能成反比。通过探精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共

10、 7 页 - - - - - - - - - - - - 6 力作用下的加速度， 探究加速度与质量关系， 请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系？教师解释： 若 a 与 m成反比，其实是a 与 1m成正比， al m的图象应是什么？保持钩码质量一定， 即拉力大小一定， 如何改变小车质量？将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中，建立 a 一 1m坐标系作图象。应该是过原点直线。在小车上加砝码。学生设计实验步骤，进行分组实验，测出不同质量时加速度。在坐标纸上描点，作alm 图象，据a lm图象建否是过原点直线就能判断加速度是否与质量成反比。究活动培养学生的自主学习、合作学习的能力由实验结果

11、得出的结论通过大家的实验， 排除误差的影响， 大家讨论总结一下加速度和物体所受的力以及物体质量之间的关系时， F= ( 总结 ) 大家的发言非常好， 那么我们得出的结论是不是一个定理性的结论呢 ?仅靠少量的实验是不行的，应该通过更为精确的实验和更多次的实验进行证明， 不过我们大家在现有水平下能够得出这个结论是非常了不起的，这是我们下节课要学的牛顿第二定律的内容通过记录实验数据，做出图像，运用分析推理等方法得出结论。分组讨论 生 1：我们可以得出这样的结论：物体的加速度和物体所受的力成正比，和物体的质量成反比生 2：应该是和物体所受的合力成正比生 3：我想力是矢量，加速度也是矢量，加速度的方向应

12、该和物体所受力的方向相同当堂检测：在水平路面上，一个大人推一辆重车，一个小孩推一辆轻车，各自做匀加速运动(阻力不计 )甲、乙两同学在一起议论，甲同学说：大人推力大，小孩推力小，因此重车的加速度大乙同学说，重车质量大，轻车质量小，因此轻车的加速度大你认为他们的说法是否正确?请简述理由答：甲、乙两同学的结论和理由都不全面和充分，物体的加速度决定于物体所受的合外力和物体的质量大人的推力虽然大，但车的质量也大，因此重车的加速度也不一定就大小车的质量小，但是小孩的推力也小，因而轻车的加速度也不一定大判断谁的加速度大，必须看各自的质量和合外力课件习题： 1、2、3、4作业：小课本4、5 培 养 学生 处

13、理信 息 能力。 使学生 掌 握控 制 变量 法 研究 三 个量 之 间的关系，利 用 图像 处 理数 据 这两 种 重要 的 实验方法。小结1、强调本节中用到控制变量法研究三个变量的关系，和利用图像法处理数据这精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - - - 7 两种重要的实验方法2、要得出的两个结论（1）当 m 不变时， a 与 F 的关系是am。（2）当 F 不变时， a与 m 的关系是a1/m。3、本节课应注意的几个事项：（1）摩擦

14、的问题，特别是平衡摩擦力。（2）实验时应明确你控制的是哪个变量，过程中千万不要改变这个量。（3）处理数据时，一定要认真，不能半途而废。时间分配1 通过观察活动、建立情景、导入新课（3 分钟）2. 学生探究实验方法（5 分钟）3. 探究活动（ 32 分钟）（1）实验操作：物体加速度与它受力的定量关系探究（10 分钟）（2）处理数据（ 7 分钟）（3）实验操作：物体的加速度与其质量的定量关系探究（10 分钟）（4）处理数据（ 5 分钟）4. 总结归纳本节课内容，练习和布置作业（5 分钟）板书第四章第二节实验探究：加速度与力、质量的关系一、猜想： a 与 F 成正比，与m 成反比二、实验方法：控制变量法。三、各物理量的测量方法：（1）加速度 a：用打点计时器；（ 2）物体的质量m：天平。（ 3）物体的合外力F 合：测量钩码重力。四、结论1、当 m 不变时， a 与 F 的关系是 am。2、当 F 不变时， a 与 m 的关系是 a1/m。教学反思学生实验控制比较难，可能出现各种情况，课前教师应做好充分准备精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -