“实验：探究加速度与力和质量的关系”教学设计

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一、预习检查、总结疑惑円<形学生活动备注—F教师还可举日常牛活中一些777f///////用2/////买例——F通过观用1<用2察活“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，得出结论.(3)帮助学生会分析数据表格，利用图彖寻求物理规律。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)使学牛养成实事求是的科学态度，乐于探究口然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。(3)培养学生的介作意识，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介理可行.(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，导入探究原理一一自主选器材，设定方案，进行操作，总结归纳一一进行交流。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。教学过程设计教师活动 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？尬性关系如何？学生讨论后回答：第一种情况，受力大的产生加速度大,笫二种情况：质量大的产牛加速度小。学生再思考生活中类似实例加以体会。动，建立情境，导入新课餐子展示课件二、进行新课1、物体加速度与它受力的定量关系探究现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，探究加速度耳力的定量关系。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）夕卜，仅受—•个力的物体儿乎不存在,但一个单独的力作用效果与跟它等大、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：可利川前边测加速度的器材，在钩码质量远小于小车质量条件加速度与力可能成正比。第二章我们C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。小车在钩码牵引卜-作匀加速运动，利用打出纸带求加速度。学生思考，设计可行方案测量，也可借鉴教师提供案例进行设计。学工设计实验步骤，进行分组实验，取得数据。为了节约时n可，也为了培养团队精神,四人组成一小纟且，每2人一桌人研加度受的系,外人究速与体量关系，做完后两桌同 下，钩码重力大小等于对小车拉力(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峪不计。这样小年受的合力就等于钩码重力。教师对学牛设计方案的可行性进行评佔，筛选出授佳方案进行实验。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牛：通过我们的讨论，我们发现用作图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4-2-3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的据氣同出论学数共共得结指导学生分组实验，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，利用图彖找规律。利用实物投影展示某同学做的图象，让大家评价。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？水平而长木板与小车，车后用绳控制小车运动，两午质量相同.表格设计如右图：用一辆小车，测量加速度如何设计表格呢？组2生：我们通过处理小车后面的纸带，计算岀小车的加速度，通过作图验证了小车的加速度和物体所受的介力成正比.组3牛：我们用气垫导轨作出的加速度和所受力的关系图彖，实验结论是图彖非常接近一条过原点的直线.小车1小车2次数拉车祛码(s)位移xl/cm拉车祛码(s)位移x2/cm12345引导学生对实验数据进行处理，得出结论 现在大家就根据口己设计的方案进行实验，把数据填人设计的表格内.次数拉车祛码(g)加速度m拉车祛码@)加速度a2123452、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1/m成正比，a—1/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—1/m朋标系作图象。加速度与质量可能成反比。应该是过原点氏线。在小车上加祛码。学生设计实验步骤，进行分组实验，测出不同质量时加速度。在朋标纸上描点，作a-1/m图彖，据a-1/m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。通过探究活动培养学生的自主学习、合作学习的能力由实验结果得出的结论通过大家的实验，排除误差的影响，人家讨论总结一下加速度和物体所受的力以及物体质最之1'可的关系.时，F二(总结)人家的发言非常［分组讨论］生1：我们对以得出这样的结论：物体的加速度和物休所受的力成正比，和物体的质量成反比.牛2：应该是和物体所受的合力成止比.生3：我想力是矢量，加速度也是矢量，加速度的方向应该和物体所受力的方向相同.当堂检测：培养学生处理信息能力。使学生掌握控制变量法研究三个 好,那么我们得出的结论是不是一个定理性的结论呢?仅靠少暈的实验是不行的，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。在水平路面上，一个大人推一辆重车，一个小孩推一辆轻车，各白做匀加速运动(阻力不计).甲、乙两同学在一起议论，甲同学说：人人推力人，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，因此轻车的加速度人.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.大人的推力虽然人，但车的质量也人，因此重车的加速度也不一定就大.小年的质量小，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a^mo(2)当F不变时，a与m的关系是a^l/m。3、本节课应注意的几个事项：(1)摩擦的问题，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a^rrio2、当F不变时，a与m的关系是a^l/rrio教学反思学牛实验控制比较难，可能出现各种情况，课前教师应做好充分准备