《實驗：探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計-《試驗：探索加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計

一、指導(dǎo)思想

本節(jié)課的學(xué)習(xí)，依據(jù)人教版高中物理必修一課本試驗二，建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論、多元智力理論和后現(xiàn)代主義。按照同學(xué)最近進(jìn)展區(qū)，設(shè)計活動，通過“科學(xué)探索→收集數(shù)據(jù)→分析處理數(shù)據(jù)→建構(gòu)概念”的教學(xué)流程，同學(xué)動手操作測量利用小車與加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系，經(jīng)受科學(xué)探索過程，充分發(fā)揮同學(xué)主動探索的樂觀性，引導(dǎo)同學(xué)在合作探索、小組研究的過程中，總結(jié)得到加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系

二、教學(xué)背景分析

1、本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是建立在質(zhì)量、力，加速度的概念基礎(chǔ)之上，通過試驗探索收集數(shù)據(jù)、溝通研究，建立概念的教學(xué)，是對容易機(jī)械的拓展和深入，進(jìn)一步熟悉三者之間的關(guān)系，是同學(xué)探索能力提升的過程之一。

2、高一同學(xué)現(xiàn)階段能力進(jìn)展水平不平衡，形象思維能力較強(qiáng)，規(guī)律思維能力進(jìn)展水平不高，但具有一定的物理試驗的基本技能和基本辦法，已初步具備收集、記錄試驗數(shù)據(jù)，分析試驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。同學(xué)通過前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道牛頓其次定律，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)可以加深同學(xué)對牛頓其次定律的理解。

3.教學(xué)方式

通過探索加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，速度是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量，加速度是描述速度變化快慢的物理量。因此也可以說，加速度是描述物體運(yùn)動狀態(tài)變化快慢的物理量。由前面的學(xué)習(xí)我們知道，力是轉(zhuǎn)變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由，質(zhì)量大的物體運(yùn)動狀態(tài)不簡單轉(zhuǎn)變。這說明，加速度與力、質(zhì)量之間必定存在一定的關(guān)系。

4.教學(xué)預(yù)備

多媒體課件，小車一端帶滑輪長木板、帶小鉤或小盤的細(xì)線兩條；鉤碼(規(guī)格:10g20g，用作牽引小車的力)；砝碼(規(guī)格:50g100g200g，用來轉(zhuǎn)變小車的質(zhì)量)；刻度尺、計算器，鉛筆；文件夾；粗線繩(用來牽引小車).打點計時器、電源、紙帶、氣墊導(dǎo)軌.

三、教學(xué)目標(biāo)

1.學(xué)問與技能

(1)理解探索加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的合理性和須要性。

(2)理解試驗思路的合理性，以及用圖像處理試驗數(shù)據(jù)的有效性。

(3)體驗如何平衡摩擦阻力、減小試驗系統(tǒng)誤差的操作辦法。

(4)體味囫圇探索過程的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和合理性。

學(xué)習(xí)重點：

1.控制變量法的使用。

2.如何提出試驗計劃并使試驗計劃合理可行。

3.試驗數(shù)據(jù)的分析與處理。

學(xué)習(xí)難點：

1.如何提出試驗計劃并使試驗計劃合理可行。

2.試驗數(shù)據(jù)的分析與處理。

2.過程與辦法

(1)指導(dǎo)同學(xué)半定量的探索加速度和力、物體質(zhì)量的關(guān)系，知道用控制變量法舉行試驗.

(2)同學(xué)自己設(shè)計試驗，自己按照自己的試驗設(shè)計舉行試驗

(3)對試驗數(shù)據(jù)舉行處理，看一下試驗結(jié)果能驗證什么問題.

3.情感、態(tài)度與價值觀

(1)在試驗探索活動中，有樂于探究、合作溝通的情感。

(2)在探索活動過程中，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度。

四、教學(xué)內(nèi)容

本節(jié)試驗分離從“加速度與力的關(guān)系”和“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”兩方面舉行討論。

（一）試驗思路：

將小車置于水平木板上，通過滑輪與槽碼相連。小車可以在槽碼的牽引下運(yùn)動。

加速度與力的關(guān)系：保持小車質(zhì)量不變，通過轉(zhuǎn)變槽可證實這兩個力只是近碼的個數(shù)轉(zhuǎn)變小車所受的拉力。小車所受的拉力可認(rèn)為與似相等，條件是槽碼的質(zhì)槽碼所受的重力相等。測得不同拉力下小車運(yùn)動的加速度，量要比小車的質(zhì)量小無數(shù)。分析加速度與拉力的變化狀況，找出二者之間的定量關(guān)系。

加速度與質(zhì)量的關(guān)系：保持小車所受的拉力不變，通過在小車上增強(qiáng)重物轉(zhuǎn)變小車的質(zhì)量。測得不同質(zhì)量的小車在這個拉力下運(yùn)動的加速度，分析加速度與質(zhì)量的變化狀況，找出二者之間的定量關(guān)系。

（二）物理量的測量

本試驗需要測量的物理量有三個：物體的質(zhì)量、物體所受的作用力和物體運(yùn)動的加速度。

質(zhì)量的測量：可以用天平測量質(zhì)量。為了轉(zhuǎn)變小車的質(zhì)量，可以在小車中增減砝碼的數(shù)量。

加速度的測量：辦法1小車做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，則測量小車加速度最直接的方法就是用刻度尺測量小車移動的位移x，并用秒表測量發(fā)生這段位移所用的時光t，然后由

a=2x/t2

計算出加速度a。

辦法2將打點計時器的紙帶連在小車上，按照紙帶上打出的點來測量加速度（參考第一章的試驗辦法）。

辦法3在這個試驗中也可以不測量加速度的詳細(xì)數(shù)值。這是由于我們探索的是加速度與其他物理量之間的比例關(guān)系，因此測量不憐憫況下物體加速度的比值即可。

假如能做到讓兩個做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動的物體的運(yùn)動時光t相等，那么由（1）式可知，它們的位移之比就等于加速度之比，即

x1/x2=a1/a2

這樣，測量加速度就轉(zhuǎn)換成測量位移了。

力的測量現(xiàn)實中，僅受一個力作用的物體幾乎不存在。然而，一個單獨的力的作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的。因此，試驗中作用力F的含義可以是物體所受的合力。

如何為運(yùn)動的物體提供一個恒定的合力，如何測出這個合力是本試驗的關(guān)鍵，有無數(shù)可行的辦法。下面參考案例中的辦法可供選用，也可以設(shè)計其他辦法。

（三）試驗過程

1，用天平測出小車的質(zhì)量，用天平測出小桶及沙子的總質(zhì)量。

2，按圖安裝試驗器材。

3，平衡摩擦力。在長木板沒有定滑輪的一端墊小木塊，使之形成傾角較小的斜面，使滑動摩擦力與重力沿斜面對下的分力平衡。輕推小車使小車近似做勻速直線運(yùn)動。

4，掛上沙桶，接通打點計時器的電源，敞開小車，在紙帶上打下一系列的點。通過紙帶算出加速度。

5，保持小桶里沙子的質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測出加速度，重復(fù)幾次。

6，作a－F的圖像。描點作圖，若這些點在一條直線上，證實了加速度與力成正比。

7，保持小桶和沙子質(zhì)量m′不變，轉(zhuǎn)變小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟4，作a－1/m圖象。若圖像為向來線，則證實加速度與質(zhì)量成反比。

（四）試驗數(shù)據(jù)

1.探索加速度與合力的關(guān)系

F/N

a/(ms-1)

2.探索加速度與質(zhì)量的關(guān)系

M/kg-1

a/(ms-1)

五、教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)

老師活動

同學(xué)活動

設(shè)計意圖

（一）引入

（二）開頭試驗

（三）結(jié)束試驗

（四）總結(jié)

1，發(fā)文案，投影

分組定性研究。

下發(fā)紙張讓各小組將研究結(jié)果寫下來。

帶領(lǐng)同學(xué)進(jìn)入試驗室，強(qiáng)調(diào)試驗室使用規(guī)范。

講解試驗內(nèi)容，演示操作，分析原理。

將同學(xué)分為四個小組舉行試驗，巡察同學(xué)試驗，指出不當(dāng)操作。

讓各小組將試驗結(jié)論與研究結(jié)論做對照，并派一位代表作總結(jié)發(fā)言。

分為四個小組分離研究四種不憐憫況。

寫下研究結(jié)果。

依次進(jìn)入試驗室，服從教師支配。

開頭試驗。

完成試驗，得到數(shù)據(jù)，畫出表格，通過數(shù)據(jù)總結(jié)關(guān)系。

試驗結(jié)論與研究結(jié)論做對照，并派一位代表作總結(jié)發(fā)言。

通過投影和小組研究的形式引入主題，增強(qiáng)同學(xué)對試驗和學(xué)習(xí)的愛好。

通過試驗結(jié)論與自己研究的結(jié)論形成對照加深學(xué)習(xí)印象。

保證同學(xué)在試驗室的安全。

保證明驗舉行順當(dāng)。

加深同學(xué)印象，為今日的試驗作總結(jié)。

具體過程：

1.預(yù)習(xí)：通過APP向同學(xué)講解本節(jié)課試驗的原理，過程，要求，讓同學(xué)對本試驗有基本的了解。讓同學(xué)分成四組通過剛剛講解的原理舉行研究，預(yù)測本試驗的結(jié)果，并記錄。

2.演示：將同學(xué)帶進(jìn)試驗室，先向同學(xué)強(qiáng)調(diào)物理試驗室注重事項,親手演示一遍試驗過程，并在演示的過程中講解重難點和重要事項。

3.試驗舉行：讓同學(xué)分