探究加速度与力质量的关系教案(知识树)

1实验：探究加速度与力、质量之间的关系万杰朝阳学校程文洁课标要求：通过实验，探究加速度与物体质量、受力的关系。教学设计思想：本节课的教学目的不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段。课本中提供的实验参考方案由于实验操作和数据处理的理解两方面难度较大，鉴于实验器材和学生的具体情况，本节课采用打点计时器打纸带，求加速度的方法探究加速度与力、质量的关系。并分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系图象。根据图象得出加速度与力、质量的关系式。在实验探究过程中，贯彻新课标的三维教学目标。教学目标：1、知识与技能；(1)掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验方法，提高实验动手能力。(2)了解并在实验中应用控制变量法；(3)会用作图法处理数据，并知道可以利用信息技术（如Excel软件）协助完成；从数据结果能归纳出加速度、力、质量三者关系；2、过程与方法；(1)通过实验探究，初步学习使用控制变量法和计算机处理数据，认识数学工具和信息技术在物理研究中的重要作用；(2)通过实验探究，观察实验现象，采集数据，培养实事求是的科学精神；3、情感、态度与价值观；(1)培养团队协作精神，能相互交流、讨论，勇于改进实验方法。(2)经历实验探究过程，提高参与科技活动的热情，勇于探究日常生活中的物理学问题；能体验探究过程的艰辛和严谨；教学流程图：教学过程：一、整体建构、全面把握介绍本节课在整个高中阶段的地位，以及在高考中的考察情况教师学生观察发现问题思维提出问题情景提问引导猜想与假设设计实验进行实验分析论证评估活动获知反思实验探究双向交流得出结论反馈纠偏讨论发言23二、新课教学1、展示本节课的学习目标（1）理解物体的加速度与力、质量有关，并通过实验探究加速度与力、质量的定量关系。（2）通过探究实验，培养合作意识和实事求是、尊重客观规律的科学态度。（3）通过实验明确控制变量法研究物理问题的方法.重点:1．控制变量法的使用．2．提出合理可行的实验方案．3．实验数据的分析与处理．难点:设计实验方案及实验数据分析2、自学指导时间：五分钟内容：实验：探究加速度与力、质量的关系方式：快速阅读课本内容要求：划出不明白的问题，对不明白的问题同学间可相互讨论，思考回答以下问题：1、猜一猜物体运动的加速度大小跟什么有关？2、猜一猜加速度与力、质量有什么关系?3、预习检测、提出问题1、描述物体运动状态变化快慢的物理量是？2、质量相同的两辆自行车由静止启动，当用力不同时，其运动状态变化的快慢相同吗？3、在载人和不载人的情况下，你用相同的力骑自行车，其运动状态变化的快慢相同吗？4、物体质量一定时，受力与加速度的关系如何？5、物体受力一定时，质量与加速度的关系如何？结论：物体质量一定时，受力越大，加速度越大；物体受力一定时，质量越大，加速度越小。4、猜想与假设。问：物体的加速度与物体质量、受力之间有什么定量比例关系？引导学生进行猜想假设5、确定探究方法、设计实验。问：要确定一个量与另外两个量间的关系，采用什么方法？引导学生结合生物中研究酶的活性实验回答，采用控制变量法。问：利用常见的器材，要达到这个实验目的，比较可行的方案有哪些？学生讨论，总结出方案。方案一：由于此实验是探究三者的比例关系，可不用测出具体数值，可以控制两车在受不同的拉力情况下同时由静止运动，又同时停止，由位移之比得出加速度之比，然后分析加速度之比与受力之比有什么关系。方案二：直接测量出a、F、m的数值，从结果找出规律。说明：考虑到操作性方面，本节课采用方案二。问1：在用方案二进行实验时，需要哪些实验器材？学生选器材。教师演示方案二，目的是为了讲解实验中注意事项。问2：小车质量不变时，如何给小车施加一个已知的拉力，又如何改变这拉力大小？（绳子下端挂物体，拉力可认为是物体的重力，改变物体的质量即可改变对小车的拉力。）说明：为了减小实验误差，所挂物体的质量应远小于小车的质量，有关这个问题的原因，4鼓励学生课余预习下节内容，查阅相关资料。问3：有时加一个质量较小的砝码，小车不会动，这是为什么？（因为小车与木板间有摩擦力。）问4：如何将这阻力对实验的影响减小或消除呢？（垫高木板一端，以此来平衡摩擦力。）教师演示。强调：做该实验时，动手操作方面，数据计算方面比较繁琐，要求学生既要分工，又要合作，要发扬团队协作精神，发挥各人所长。6、进行实验。（学生动手操作，教师调控。）（1）研究加速度跟力的关系实验步骤：①摆放好实验装置。设计实验表格，将车拉到打点计时器附近。②打开打点计时器电源，释放小车，得到纸带，并计下钩码的重量。③改钩码的质量，重复以上的步骤4次。④设计表格，记录实验数据。力（N）加速度（m/s2）（2）研究加速度跟质量的关系：实验步骤：①保持钩码质量不变。用天平测出小车质量m计入表格，将车拉到打点计时器附近。②打开打点计时器电源，释放小车，得到纸带，并在纸带上计下车的质量。③在车上放砝码改变车的质量，重复2~3的步骤4次。④设计表格，记录实验数据。质量(kg)加速度（m/s2）根据实验记录的数据，做图像，得出实验结论：保持物体的质量不变时，物体的加速度与物体所受合外力成正比；保持所受的合外力不变时，物体的加速度与质量成反比。7、分析与论证、得出结论运用计算机处理数据，做出a-F图象（直线）和a-m图象（双曲线）、做出a-F图象（直线）和a–1/m图象（直线），将小组的实验数据处理结果以及结论利用展示仪展现在屏幕上，并对数据处理的过程做简单陈述。运用数据处理方法可能出现有：教师点评，提出几点建议：1、实验数据处理最好运用图表、图线及拟合线性方程。2、应灵活运用数学工具处理非线性关系的数据。如变a-m图象为a–1/m图象，即“变曲为直”，说明这种方法的好处。8、巩固提高以2010年山东高考题为例进行练习，让学生体会到成功的成就感小结：提问：通过这堂课，你除了初步弄懂了加速度、力、质量之间的关系以外，你还学会了什么？（如技能、方法、感悟等）（控制变量法；数学工具的重要性；计算机处理数据；怎样正确下一个结论；理论探究的一些思想方法；……）