3-2探究加速度与力质量的关系

1课时教学设计首页（试用）课题探究加速度与力、质量的关系课型新授课第几课时1课时教学目标（三维）1、知识与技能：（1）以实验为基础，通过观察、测量归纳得到物体的a与m及所受外力F的关系，培养学生的实验能力，概括能力和分析推理能力。（2）认识到实验在物理教学中的地位和作用。2、过程与方法：（1）根据所学知识及日常生活经验初步分析a、F、m三个物理量之间的关系（定性分析）（2）采用控制变量法，通过实验对a、F、m三个物理量间的数量关系，进行定量研究，运用列表法处理数据，根据实验数据归纳、推论实验结论（定量分析）（3）经过科学探究过程，认识科学探究的意义，培养学生科学探究的意识和方法。3、情感态度与价值观（1）体验探索牛顿第二定律过程中的艰辛与喜悦，养成科学严谨的治学态度。（2）学会与他人合作、交流，具有团队意识和团队精神。教学重点与难点教学重点：1.掌握探究性实验的探究过程，确定探究加速度与力的关系、加速度与质量的关系两个课题及探究的方式。2.得出a∝F、a∝M1两个关系。教学难点：对探究性实验的把握教材分析这节课选自人教版普通高中实验教科书第四章，第二节，本章内容是整个力学部分的核心，是重点教材。在教材中，牛顿运动定律起着承上启下的作用，既加深了对运动知识和力的这个概念的理解，又为后面学习机械能和动量铺平道路。第一节牛顿第一定律，讲授物体不受外力作用时的情形，同时也讲析了力和惯性两个概念的物理意义。这节课通过探究实验确定了加速度与力、质量的关系，为第三节学习牛顿第二定律打下基础。牛顿第一定律是牛顿第二定律特殊情况，即：F=0，a=0。物体作惯性运动，而牛顿第二定律是牛顿第一定律的发展，又是学习后一节牛顿第二定律的应用的理论知识基础，可谓是力学教学部分的重中之重。设计思想本课题设计思路旨在让学生体验科学研究的基本步骤。通过复习牛顿第一定律等已经学过的知识引出课题——探究加速度与力和质量的关系。在教师的引导下，学生通过讨论、交流，设计实验方案，进行实验验证。找出各个量之间的关系。2课时教学流程（试用）教师行为学生行为课堂变化及处理主要环节的效果导入新课牛顿第一定律告诉我们物体在不受力的情况下保持的运动状态是静止或匀速运动。那么，同学们考虑过没有物体在受到力的情况下的运动状态是怎样的呢？这节课我们就来研究问题。复习提问：1、物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？2、对于任何物体，在它们受到相同作用力时，决定它们状态变化难易程度的唯一性因素是什么？提出问题：由上节学习可知：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变，物体的质量越小，物体的运动状态越容易改变。请同学们根据上节所学知识猜想：物体的运动状态的变化快慢即物体加速度的大小与什么物理量有关？请同学们举例说明。请同学们猜想加速度的大小与物体的质量和受力有怎样的定量关系？同学们的猜想是否正确呢？这节课我们通过实验来探求物体的加速度与物体的质量和物体受力的定量关系。推进新课1、实验研究方法的确定问题1：实验中研究的是一个物理量与三个物理量的关系，应该采用什么方法呢？问题2:那么我们应该通过实验来测定那些物理量呢?如何测？回忆并回答：1、物体运动状态的改变是指速度的改变。标志物体运动状态变化快慢的物理量是加速度。2、是质量。思考并回答：加速度的大小可能与物体的质量和受到的力有关。例如，一般小汽车从静止加速到一定速度，只需十几秒的时间，而满载的货车加速就慢得多。比赛用的小汽车，可以在很短时间内达到很快的速度，而一般的小汽车却不能。猜想：物体加速度的大小与物体的质量成正比，和物体的质量成反比。回答问题：1、控制变量法：（1）、物体受到的力F不变，探究加速度a与物体的质量m的关系。（2）、物体的质量m不变，探究加速度a与物体受到的力F的关系。2、测量加速度，质量和力三个量引导学生进行猜想影响加速度的因素，确定需要研究的物理量，将问题量化3课时教学流程（试用）教师行为学生行为课堂变化及处理主要环节的效果问题3：我们知道质量可以用天平进行测量，那么加速度怎么来测定呢？请大家回想前面学过的与加速度有关的各种公式，看看能不能再找一些测定加速度办法。问题4：我们发现在这些方法中都需要测量速度，测速度是比较麻烦的，我们能不能想办法绕过测速度这一项呢？问题5：那么不直接测出加速度，我们能否找出加速度与质量之间的定量关系呢？点拨：我们探究的是加速度与其他量间的关系，只要我们测出不同情况下物体加速度的比值就可以了。我们如何保证两个做匀加速运动的物体运动相同的时间？问题6：在现实中，仅受一个力的情况几乎是不存在的。一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，在实验中我们只要测出物体所受的合力即可。那么，如何为运动的物体提供一个恒定的合力？3、用打点计时器进行测定加速度。与加速度有关的公式有：tvvat0svvat22022021ttvxa分析利用以上公式需要测量的物理量以及要用到的仪器。4、在第3个公式中如果选择初速度为零的匀加速运动，那么公式就变成22txa，这里只要测位移和运动时间就可以了。思考讨论5、①由加速度的公式，如果测出两个初速度为0的匀加速运动在相同时间内的位移X1\X2，位移之比就是加速度之比②由加速度的公式，如果测出两个初速度为0的匀加速运动在相同位移内的时间t1\t2,时间反比的平方就是加速度之比让物体同时运动，同时停止。6、可以在绳的一端挂钩码，另一端跨过定滑轮拉物体，使物体做匀加速运动的力就是物体的合力，这个合力就是钩码的重力。通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力。根据已经学过的知识来确定实验原理，可以使学生体会如何将所学的知识指导实践，加深对知识的理解4课时教学流程（试用）教师行为学生行为课堂变化及处理主要环节的效果又如何测出这个合力呢？问题7：这个方案不错。在上面的方案中做匀变速运动的物体，受的合力就是钩码的重力吗？那么我们如何减小滑动摩擦力，使我们所测得的钩码重力尽可能接近于物体所受的合力？请同学们讨论方法。问题8：那么我们如何改变物体所受的合力呢？出示PPT：实验装置2、进行演示实验：（1）研究加速度跟力的关系（2）研究加速度跟质量的关系3、实验结论：问题9：从刚才的实验数据来看，同学们能发现什么规律？问题10：那么同学们回想一下我们是怎样探讨加速度与力和质量关系的？这也是科学家得出物理规律的过程。7、由于物体在相对运动，还要受到滑动摩擦力。讨论减小滑动摩擦力的方法（1）使用光滑的木板；（2）平衡滑动摩擦力将木板一端垫高，让物体从木板上匀速滑下，此时物体的重力分力就等于物体所受的摩擦力。8、改变挂上钩码的个数就可以改变对物体的合力。观察实验，完成数据表格：（1）m一定时，次数F1:F2X1:X211:11:121:21:231:31:3（2）F一定时，次数m1:m2X1:X211:11:121:22:131:33:1由数据分析得：M一定时：F一定时：总结：先提出猜想，然后进行实验，再对数据进行分析，然后得出结论。课时教学流程（试用）FaFFaa或2121mammaa11221或5教师行为学生行为课堂变化及处理主要环节的效果本课小结：今天，我们研究了加速度与力和质量的关系。其中，加速度与力、质量的关系是本节课的重点。通过实验得出加速度与力、质量的关系是本节课的难点。本节课更重要的是通过知识的学习与探索使我们获得了一些研究、思考问题的方法。首先，是贯穿在本节课整个探索过程中的思维程序：即“提出问题猜想实验验证得出结论”对待任何问题，我们在不清楚其原因之前均可大胆的猜想它可能的各种可能性，然后在运用物理学的实验方法去检验、验证猜想是否正确。这是一种科学探索的方法。另外，本节课在具体实验过程中还运用了控制变量法和近似处理的方法。即在研究加速度与力和质量关系时，运用了控制变量法；在研究小车受到拉力与钩码重力的关系时，采用近似处理的办法。即只有钩码的重力远小于小车的重力时，才能认为钩码对小车的拉力大小就钩码的重力。思考回顾a课时教学设计尾页（试用）6板书设计探究加速度与力、质量的关系一、猜想：物体加速度的大小与物体的质量成正比，和物体的质量成反比。二、实验设计：1、研究方法：控制变量法2、测量的物理量：m：天平打点计时器tvvat0svvat22022021ttvxa22txa2121xxaaF：三、实验数据：（1）m一定时，次数F1:F2X1:X211:11:121:21:231:31:3（2）F一定时，次数m1:m2X1:X211:11:121:22:131:33:1四、实验结论：M一定时：F一定时：作业设计完成实验报告amammaa11221或FaFFaa或21217教学反思“牛顿第二定律”是高中物理力学部分的重要内容，探究加速度与力、质量的关系的规律是本节课的重点和难点。本节是一节集猜想、实验、物理规律于一身的课，其中探究加速度和力、质量的关系是本节的核心，也是实施新的教学理念的主阵地。在授课中，教师希望通过教给学生一些有效的科学研究方法和实验方法来发展学生的思维能力和创新能力。教学过程采用师生互动的教学模式，把教师的讲与学生的思有机的结合起来，在关键问题的处理上让学生自己充分思考，然后相互讨论得出实验方案。这有益于活跃课堂气氛，调动师生双边的积极性。在整个教学过程中，教师通过引导设计，使学生的思维不断的处于发散与聚合交替状态，即处于创造思维状态。在教师的指导点拨下，充分放手让学生利用创造学的“集体思考法”通过讨论协作去学习，努力使学生成为知识的“发现者”，课堂教学的主人。基于我校学生动手能力差，对图像理解费尽的现状，本节课没有安排用打点计时器完成实验，也没有介绍图像分析法，主要是针对实验探究的思路和方法教学，学生理解还是很到位的。