高中物理 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系教学案 新人教版必修1

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1、实验：探究加速度与力、质量的关系一、教材分析探究性实验是高中物理新课程中一种重要的科学实验方法。探究加速度与力、质量的关系一课安排在牛顿第一定律和牛顿第二定律之间，对于学生来说，这种探究性实验比以往比验证性的实验难度要更大，要点分析如下：1.从教材前后联系来看，本节内容具有承上启下的作用，上一节讲解了力是改变物体运动状态的原因，质量是惯性大小的唯一量度，探究加速度与力、质量的关系是认知过程的必然，这一节又是《牛顿第二定律》的实验和理论基础，所以本节课实验能否成功对于下一节的学习非常关键。从牛顿第一定律过渡到确定

2、研究这些物理量之间的关系上，是本节课难点之一。2.从教材内容来看，本节课涉及到的比较法和控制变量法，都是高中物理实验常用的方法，也是科学研究的重要方法，所以更要好好把握。二、学情分析：1.学生已有知识和经验初步掌握物体的运动规律，初步了解物体间的相互作用，根据牛顿第一定律，意识到运动和力存在着某种重要的关系。在之前做过“打点计时器的使用”“匀变速直线运动的探究”等实验，有一定的实验能力，会根据纸带求加速度，会使用天平测质量。2.学生可能遇到的困难高一年的学生接触的实验还不多，还不能完整、自主地设计实验。利用图像

3、法处理实验数据，以前用得不多，还不是很熟练，特别是在作完a-M图像后，往往难以想到再作a-1/M图像。3.我的解决方案：遵循认知规律，尊重学生主体，加强教师专业引领，加强学生同伴互助。三、设计思想：为加强学生的探究活动，改变学生被动式学习，提高学生自主获取知识的意识，《纲要》和《课程标准》十分重视教学中的科学探究活动。科学探究是让学生通过自己的探索获得知识与技能，体验科学思想与科学精神。这堂课的重点在于：1.控制变量法的使用；2.实验数据的分析和处理。这堂课的难点在于：1.如何提出切实可行的实验方案；2.如何直

4、观观察实验数据结果。我的教学策略：借用了学校先进的数字实验教室上课，依靠强大的DIS实验系统处理数据，把学生从繁琐的数据计算中解放出来，而把这堂课的主要精力放在实验数据处理的探究思路上。四、教学目标1.与学生一同经历探究加速度与物体受力、物体质量的关系的过程；2.让学生体会控制变量法、图象法等科学研究方法的应用；3.让学生通过合作探究物理规律，感受获得物理知识的乐趣，并提高观察能力、分析问题的能力和交流合作的能力。五、实验准备1.实验器材：DIS新型实验系统（含光电门及数据采集处理系统）、长木板、小车、小桶、金

5、属粒、细棉线、天平。2.复习如何用光电门求物体的速度及加速度。光电门1光电门2挡光板△x如果小车在导轨上匀加速运动，已知挡光板的宽度为△x，通过光电门1的时间为t1，则通过光电门1的瞬时速度为______通过光电门2的时间为t2，则通过光电门2的瞬时速度为______另外知道从光电门1到光电门2的时间为t，则这个物体这段运动加速度为__________________3.如何在导轨上不加外界的牵引力却实现小车匀速运动？请画图分析。在使用光电门时，怎么知道小车已经在做匀速直线运动？设计意图：为平衡摩擦力这个难点预

6、先做好铺垫。六、实验教学过程1.引入新课、提出问题复习牛顿第一定律的内容，当物体不受力或者受合外力为零时，将保持静止或匀速直线运动。然后提出受力不为零是就会产生加速度，得到a既与F有关，也与m有关。问题1：要提高汽车的加速性能，可以采取哪些方法？问题2：请同学们根据你的经验猜一猜加速度与力、质量有什么关系？设计意图：通过复习旧知识入手引导学生大胆猜测，提高学生的参与意识与学习兴趣。2.设计实验（1）问题：研究一个物理量与多个物理量的关系，应当采用什么方法进行研究？控制变量法：对多变量的问题时，把其他变量固定，只

7、讨论其中一个变量的变化对问题的影响。（2）引导学生分析讨论各物理量的测量方法。①怎样测量加速度a？②物体的质量m可以用什么测出来？③在此情景中如何确定物体的合外力F合？问题：小车实际受到的摩擦力如何处理？测量还是抵消？设计意图：平衡摩擦力是本节的难点之一，但是由在实验准备中事先做了铺垫，学生还是能够主动想到通过平面改斜面的方式来抵消摩擦力；至于拉力的大小在什么情况下可以近似看成所加金属粒的重力，要等学习完牛顿第二定律后再做解释更合理。3.制定实验计划（1）保持小车质量不变，通过往小桶中添加金属粒的方法来改变小车

8、所受的拉力，由DIS实验系统记录实验数据并进行处理；（2）保持小桶中金属粒的颗数不变，也即保持小车所受拉力不变，通过往小车中添加金属粒的方式来改变小车质量，由DIS实验系统记录实验数据并进行处理；4.学生进行分组实验（巡视时，对实力较弱的小组进行指导，帮助他们完成实验）设计意图：通过实验操作，锻炼学生动手能力、科学探究能力，强化合作意识、团队意识。体验前辈探索自然规律的艰辛，从而形成正