《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》(物理人教必修1)教案

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1、《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》 ?教材分析 1、牛頓第一定律告訴我們，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其改變是由它所受的力決定的，而運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)改變的難易程度又與物體自身的質(zhì)量有關(guān)，因此，探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系是 自然而又十分必要的。 關(guān)于實(shí)驗(yàn)的基本思路：可以先結(jié)合一段視頻，讓學(xué)生從自身的生活經(jīng)驗(yàn)和一些小常識(shí)出 發(fā)，對(duì)加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系進(jìn)行合理的猜想，因?yàn)檫@與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理直接相關(guān)。 正比、反比的關(guān)系用圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理比較直觀，而且有利于減小誤差的影響，所以本實(shí)驗(yàn) 用圖象方法處理數(shù)據(jù)。 基于簡(jiǎn)單、方便的原則，考慮用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器成本不高，其配備比較普遍，打算安排學(xué)生 在第二

2、課時(shí)動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量加速度，探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系，但實(shí)驗(yàn)中要注意 消除摩擦力的影響。 由于探究的是加速度與力、質(zhì)量間的比例關(guān)系，教科書(shū)上的第二套方案的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)很有 啟發(fā)性，但實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理對(duì)學(xué)生要求比較高，實(shí)驗(yàn)前要注意做好引導(dǎo)工作。 2、新課程注重學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，將過(guò)去學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)、練，改變?yōu)楝F(xiàn)在的主動(dòng)探究、 合作交流。給學(xué)生提供探究的平臺(tái)，讓學(xué)生在探究中體驗(yàn)和感悟。 3、本節(jié)內(nèi)容很多，考慮到學(xué)生的接受狀態(tài)，將探究工作分步進(jìn)行，第一課時(shí)為理論探 究部分，第二課時(shí)為操作探究部分。 ?教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1．理解物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也

3、與質(zhì)量有關(guān)。 2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系。 過(guò)程與方法 1．使學(xué)生掌握在研究三個(gè)物理量之間關(guān)系時(shí)，用控制變量法實(shí)現(xiàn)。 2．指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)原理去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神。 2．使學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，樂(lè)于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律 的艱辛與喜悅。 ?教學(xué)重難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 1 .怎樣測(cè)量物體的加速度。 2 .怎樣提供和測(cè)量物體所受的力。 【教學(xué)難點(diǎn)】 1 .如何提出實(shí)驗(yàn)方案并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行。 2 .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理。 ?課前準(zhǔn)備 小車(chē)、祛碼、小桶、砂、

4、細(xì)線(xiàn)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、紙帶、刻度尺、天平. ?教學(xué)過(guò)程 教學(xué) 環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法 引 入 課 題 創(chuàng)設(shè)情景，引入課題 演示視頻材料1:在同一畫(huà)面演示噴氣式飛機(jī)從航母上起飛、列車(chē)起步并附有加速數(shù)值（飛機(jī)8m/s2,列車(chē)0.3m/s2）。 演示視頻材料2：在同一畫(huà)面演示普通汽車(chē)和賽車(chē)起瞳并附后加速度數(shù)值（普通汽車(chē)2m/s,賽車(chē)4.5m/s） 引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題：飛機(jī)、列車(chē)、汽車(chē)在起動(dòng)時(shí)可以產(chǎn)生不向的加速度，你認(rèn)為加速度的大小與哪些因素有關(guān)呢？ 引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論：物體的加速度大小與物體的大小，與物體質(zhì)量的大小有美系。物體質(zhì)量?定

5、時(shí),受力越大，加速度越大；物體受力一定時(shí)質(zhì)量越小，加速度越大。 演示視頻材料 提出問(wèn)題讓學(xué)生觀 察討論 由學(xué)生分析得出定 性結(jié)論 引入課題  提出本節(jié)課題：用實(shí)驗(yàn)探究物體加速度的大小與物體的受 力，物體的質(zhì)量的定量關(guān)系。 新 課 教 學(xué) 一、提出問(wèn)題： 加速度的大小與物體受力的大小，物體的質(zhì)量有關(guān)， 如何研究這二個(gè)變量之間的關(guān)系呢？ 用控制變量法研究a、F、m三者之間的關(guān)系，先保持物體的質(zhì)量m不變，研究加速度a與受力F的關(guān)系，再保持受力F不變，研究加速度a與物體的質(zhì)量m的關(guān)系，最后把研究的結(jié)果綜合起來(lái)，即可得物體的加速度a與物體所受外力F,物體的質(zhì)量

6、m三個(gè)量之間的關(guān)系。 二、要求學(xué)生猜想和假設(shè) 根據(jù)前面的分析猜想加速度a的大小與物體所受外力F大小成正比，與物體的質(zhì)量m成反比 三、引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)步驟 1、實(shí)驗(yàn)方案： 讓小車(chē)在外力作用卜在長(zhǎng)木板上作勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量m,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a,小車(chē)所受外力F,研究m一定日ta與F的定量關(guān)系；F一定時(shí)，a與m的定里大於 2、實(shí)驗(yàn)步驟： (1)選取實(shí)驗(yàn)器材、按照?qǐng)D1組裝器材 (2)利用天平測(cè)量小車(chē)、鉤碼的質(zhì)量。 (3)保持小車(chē)質(zhì)量m小艾，通過(guò)懸掛小向質(zhì)量的小鉤碼對(duì) 學(xué)生思考提出研究方法一一控制變量法 讓學(xué)生根據(jù)前面的 分析猜想a與F、m的關(guān)系 引導(dǎo)

7、學(xué)生選擇器 材，借助CAI課件解讀實(shí)驗(yàn)裝置，引 導(dǎo)學(xué)生確定如何測(cè) 量F、m和a設(shè)U表格，強(qiáng)調(diào)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量a,強(qiáng)調(diào)鉤碼  小車(chē)產(chǎn)生不問(wèn)的拉力F,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出繩帶，測(cè)量出對(duì)應(yīng)拉力下的小車(chē)的加速度a,記錄拉力F與相應(yīng)的加速度a的大小記錄表格里。 (4)保持懸掛小鉤碼不變，通過(guò)在小車(chē)上增加祛碼改變小車(chē)的質(zhì)量，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量對(duì)應(yīng)的加速度，記錄小車(chē)質(zhì)里m與相應(yīng)的加速度a的大小。 四、指導(dǎo)學(xué)生做分組操作實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù) 五、分析與論證 1、分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 指導(dǎo)學(xué)生用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別在坐標(biāo)紙上作出 a—F圖象和a—1/m圖象，看它們是否兩條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)。 2、聽(tīng)

8、取學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)匯報(bào) (1)讓學(xué)生自己根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出物體的加速度a的大小與物 體受力F的大小、物體的質(zhì)量m三者的關(guān)系，對(duì)前面的猜想進(jìn)行驗(yàn)證 (2)聽(tīng)取小組實(shí)驗(yàn)匯報(bào) (3)學(xué)生互評(píng) 質(zhì)量不能太大(其系統(tǒng)誤差，讓學(xué)生自己去探究) 學(xué)生合作實(shí)驗(yàn)、交流結(jié)果、教師巡視指導(dǎo) 學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果、互評(píng) 教 學(xué) 小 六、課堂小結(jié) 1、對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，請(qǐng)同學(xué)思考該實(shí)驗(yàn)還可以如何改 進(jìn)，實(shí)驗(yàn)誤差是由哪些原因引起的等 留待同學(xué)思考下一 節(jié)課回答 2、教師小結(jié): 教師評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn) 情況，得出結(jié)論為 下節(jié)課作好鋪墊 我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖象都可以證明我們的猜想 是成立的，也就是在物體的質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度a 的大小與物體所受外力F的大小成正比，即aaF；物體受力一定時(shí)，物體的加速度a的大小與物體的質(zhì)量m成反比,即aa1/m,這就是我們下一節(jié)課要學(xué)習(xí)的牛頓第二定律。 ?教學(xué)反思 學(xué)生實(shí)驗(yàn)控制比較難，可能出現(xiàn)各種情況，課前教師應(yīng)做好充分準(zhǔn)備