高中物理實驗教案集(全部學生實驗18個)

1、高中物理實驗教案海西州高級中學目錄實驗1：用打點計時器測速度 .1實驗2：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律.7實驗3：探究求合力的方法 . 11實驗4：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系. 14實驗5：研究平拋運動. 20實驗6：探究功與速度變化的關(guān)系 .28實驗7：驗證機械能守恒定律.31實驗8：測定金屬的電阻率 . 36實驗9：測定電池的電動勢和內(nèi)阻 .40實驗10：練習使用多用電表 . 44實驗11：傳感器的應(yīng)用 .48實驗12：測量玻璃的折射率.51實驗13：用單擺測定重力加速度.56實驗14：用雙縫干涉測量光的波長. 58實驗15：用油膜法估測分子的大小.62實驗16：驗證動量守恒定律. 65課

2、題： 實驗一：用打點計時器測速度 課型： 實驗 編寫時時間： 年 月 日 執(zhí)行時間： 年 月 日一、教材分析打點計時器是高中一個重要的計時儀器，計時的同時還能記錄物體的運動情況，這對高一新生來說是全新的。通過對打點計時器的了解，掌握其使用方法。平均速度和瞬時速度是本節(jié)的難點，教材用極限的思想，從平均速度過渡到瞬時速度。加強對瞬時速度的理解，拉近物理與生活、模型與實際的距離，培養(yǎng)學生從不同角度看同一問題的素養(yǎng)和學生的發(fā)散思維。用圖像表示物理量的變化，在生活中是十分常見的方法，本書在這方面加強了很多。在過去教材中“用平滑曲線把點連起來”改換為“根據(jù)所描點子”的分布和走向嘗試用條曲線來“擬合”這些測

3、量點，即將驗證性實驗換為探究性實驗，思路不一樣、邏輯線索不一樣。此外，讓學生體會圖象在反映兩物理量關(guān)系時的優(yōu)越性。本節(jié)內(nèi)容從知識到能力要求均很高，特別對剛?cè)敫咧械男律鷣碚f有難度，更具有吸引力和挑戰(zhàn)性。二、教學目標（一）知識與技能1了解兩種打點計時器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2會安裝并使用打點計時器。3理解根據(jù)紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度。4明確速度時間圖象的意義，描點法畫圖象的方法，并畫出該實驗中的速度時間圖象。（二）過程與方法1通過學生自己看打點計時器的說明書，培養(yǎng)學生獨立學習的能力。2通過對紙帶的處理過程培養(yǎng)學生獲取信息、處理信息的能力，體會處理問題的方法，領(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量的物理

4、量的方法。3通過畫速度時間圖象培養(yǎng)學生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力，體驗數(shù)學工具在物理發(fā)展中的作用。4、體驗實驗中理性思維的重要，既要動手，更要動腦。（三）情感、態(tài)度與價值觀1感覺打點計時器的巧妙設(shè)計思路，體會物理原理在解決實際問題中的指導作用，增強將物理知識應(yīng)用于生活實際的意識。2經(jīng)歷實驗過程，體驗科學實驗過程的艱辛與喜悅，并樂于探索自然界的奧妙。3培養(yǎng)學生敢于創(chuàng)新和實事求是的科學態(tài)度和科學精神。三、教學重點1打點計時器的使用。2由紙帶計算物體運動的瞬時速度。3畫物體的速度時間圖象。四、教學難點1對紙帶數(shù)據(jù)的處理2畫圖象的方法。五、教學方法教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，親自動手實驗，并討論、

5、交流學習成果。六、教學過程（一）課前活動教師活動：課前布置學生預習本節(jié)實驗。學生活動：學生看書明確實驗的各項任務(wù)及實驗儀器。（二）進行新課1、對“打點計時器的認識”的學習教師活動：教師布置學生對照儀器看說明書，引導學生注意其重點部分學生活動：觀察打點計時器并閱讀其使用說明書，明確兩種打點計時器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法。教師活動：指導學生動手練習使用打點計時器，并引導學生思考：紙帶上的點與小車的位移和時間是如何對應(yīng)的，怎樣將紙帶上的點變成相關(guān)的數(shù)據(jù)。學生活動：動手練習使用打點計時器，打出幾條紙帶，討論怎樣獲取數(shù)據(jù)，并用列表格的形式把數(shù)據(jù)列出。教師活動：聆聽學生回答，進行點評和指導

6、。學生活動：思考20頁的思考與討論：怎樣根據(jù)紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度？如果紙帶上的點跡分布不均，那么，點跡密集的地方表示運動的速度較大還是較?。拷處熁顒樱厚雎爩W生回答，進行點評。2、用打點計時器測量瞬時速度教師活動：根據(jù)前面所學的瞬時速度的理論，引導學生怎樣計算實際運動中物體的瞬時速度。教師巡回指導。學生活動：討論怎樣獲取數(shù)據(jù)，怎樣根據(jù)自己的紙帶計算不同時刻的瞬時速度并采用列表法有條理的列出。3、用圖象表示速度教師活動：引導學生思考怎樣畫出速度時間圖象，為什么要用平滑的曲線“擬合”。學生活動：根據(jù)前面計算的瞬時速度，畫出速度時間圖象，同組各成員之間再次比較運動的區(qū)別，感受不同的運動規(guī)律。

7、體會交流“擬合”的意義。教師活動：聆聽學生回答，點評。（三）課堂總結(jié)、點評1、打點計時器的原理構(gòu)造（如圖）實驗原理：（1）電磁打點計時器：它是利用電磁感應(yīng)原理打點計時的一種儀器，當通過46V低壓交流電時，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動起來，位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點，這時，如果紙帶運動 ，振針就在紙帶上打出一系列點，當交流電源頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔為0.02s。（2）電火花計時器：它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點跡的計時儀器。當接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨

8、粉紙盤到接負極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動紙帶上就打出一系列點跡。當電源頻率為50Hz時，它也是每隔0.02s打一次點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是0.02s。電火花計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力小，比電磁打點計時器實驗誤差小。打在紙帶上的點，記錄了紙帶運動的時間，如果把紙帶跟物體連在一起，紙帶上的點就相應(yīng)地表示出運動物體在不同時刻的位置。2、實驗器材電磁打點計時器（或電火花計時器）及紙帶、刻度尺、電源、導線等。3、紙帶分析物體的運動情況并能計算平均速度。（1）在紙帶上相鄰兩點間的時間間隔均為0.02s（電源頻率為50Hz），所以點跡密集的地方表示紙帶運動的速度很小。（2

9、）根據(jù)v=x/t，求出在任意兩點間的平均速度，這里x可以用直尺測量出兩點間的距離，t為兩點間的時間間隔數(shù)與0.02s的乘積。這里必須明確所求的是哪兩點之間的平均速度。4、粗略計算瞬時速度。某點E的瞬時速度可以粗略地由包含E點在內(nèi)的兩點間的平均速度來表示。如圖1.4-1，vEvDG，或vE=vDF。說明：在粗略計算E點的瞬時速度時，可利用公式v=x/t來求解，但須注意的是，如果取離E點越接近的兩點來求平均速度，這個平均速度越接近E點的瞬時速度，但是距離太小會使測量誤差增大，應(yīng)該根據(jù)實際情況選取這兩個點。5、v-t圖象與其畫法為了更直觀地反映物體的運動情況，我們可以用v-t圖象來表示速度隨時間的變

10、化規(guī)律。以速度v為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標系，根據(jù)計算出的不同時刻對應(yīng)的瞬時速度值，在坐標系中描點，最后用平滑曲線把這些點連接起來就得到了一條能夠描述速度v與時間t關(guān)系的圖象。6、注意事項（1）電源電壓要符合要求，電磁打點計時器應(yīng)使用10V以下的交流電源；電火花計時器要使用220V交流電源。（2）實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時要進行調(diào)節(jié)或更換器材。（3）使用打點計時器應(yīng)先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定后再用手拉紙帶。（4）手拉紙帶時，速度應(yīng)快一些，以防點跡太密集。 （四）實例探究打點計時器及應(yīng)用例1一同學在使用打點計時器時，紙帶上點不是圓點而是一些短線，這可能的原因是（ ）A接在

11、直流電源上 B電源電壓不穩(wěn)C電源頻率不穩(wěn) D打點針壓得過緊解析：A接在直流電源上不會打點。A錯。B打點與電壓是否穩(wěn)定無關(guān)，點痕重輕與電壓有關(guān)。B錯。C頻率不同打的點仍為圓點。故C錯。D打點針壓得過緊。針和紙接觸時間長，打出一些短線。D正確。答案：D打點計時器直接測量的量例2電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，根據(jù)打點計時器打出的紙 帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是（ ）A時間間隔 B位移 C加速度 D平均速度解析：從打下的紙帶上數(shù)一下點的個數(shù)就知道時間，因為兩個點的時間間隔為0.02s.故A選項正確。用刻度尺量一下任意兩個點間的距離，就知道了物體的位移。故B選項正確。從紙帶上不能

12、直接得到加速度、平均速度，只可以間接計算。故C、D選項錯誤。答案：AB例3 用接在50 Hz 交流電源上的打點計時器，測定小車速度，某次實驗中得到一條紙帶，如下圖所示，從比較清晰的點起，每五個打印點取一個記數(shù)點，分別標明0、l、2、3、4，量得0與 1兩點間距離x1=30mm，3與4兩點間的距離x2=48mm，則小車在0與1兩點間平均速度為 ms。解析：01兩點間的平均速度m/s七、作業(yè)1完成實驗報告。2思考P22“說一說”欄目中提出的問題，3完成P24“問題與練習”中的問題。4閱讀教材P23“科學漫步”氣墊導軌和數(shù)字計數(shù)器短文，思考并回答文后提出的問題。資料袋：人們稱攝影為瞬間藝術(shù)，但只有當

13、高速攝影出現(xiàn)后，才有了真正意義上的瞬間攝影。普通閃光燈持續(xù)發(fā)光時間可達到120000 s，這對于拍攝體育運動等素材是夠用了。然而子彈飛行時的速度少說也有數(shù)百米每秒，要想抓拍子彈運動的瞬間，曝光時間要用百萬分之一秒的數(shù)量級。后來人們開始使用激光光源以達到在更短時間中發(fā)出更強烈的照明，才能清楚地將它的影像凝固在底片上。高速攝影有廣泛的用途。例如，在汽車的快速碰撞試驗的研究中，人們先把碰撞的過程拍攝成電影，然后以很慢的速度放映，以便觀察在碰撞期間車身如何變形，從而發(fā)現(xiàn)薄弱的那位。又如，某些昆蟲具有令人驚嘆的飛行技巧，如在急速飛行過程中急劇減速、懸空停住、以不超過其身長的半徑轉(zhuǎn)彎等。借助高速攝影技術(shù)，

14、可以對它們運動過程中的振翅情況進行研究。高速攝影甚至在繪畫藝術(shù)中也發(fā)揮了作用。以前誰也沒有清楚地見過奔馬的四只蹄子到底是如何擺動的，以至于畫家們一直憑借主觀感覺去畫奔馬。借助高速攝影技術(shù)，人們對此才有了正確的認識。閃光頻閃攝影是借助于電子閃光燈的連續(xù)閃光，在一張底片上記錄運動物體的連續(xù)運動過程的攝影技術(shù)。頻閃攝影的關(guān)鍵器材是電子頻閃燈。當電子頻閃燈充足電后，就可以像連發(fā)手槍一樣，一次緊接一次地頻繁閃光。閃光頻率越高，底片曝光次數(shù)越多，在照片上出現(xiàn)的影像也越多。高頻電子頻閃燈的閃光頻率（每秒鐘的閃光次數(shù)）可達上百次。用電子頻閃燈拍攝頻閃照片應(yīng)選擇一個黑色的背景，被攝者距離背景盡可能遠些，以避免頻

15、閃光照亮背景，或在畫面中出現(xiàn)影子，從而影響主體的效果。如果主體距離背景比較近，最好使閃光燈與被攝物體形成側(cè)光和側(cè)逆光的照射角度，被攝物體也最好有明顯的輪廓線條，從而防止影像與背景的色調(diào)混雜。相機與被攝者的距離要近一些，這是因為設(shè)定頻閃后，閃光指數(shù)會下降很多。課題： 實驗二：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 課型： 實驗 一、教材分析本節(jié)內(nèi)容為探究實驗，目的是讓學生通過研究小車在重物牽引下運動的速度隨時間變化的規(guī)律，經(jīng)歷科學探究的活動，學會實驗數(shù)據(jù)的處理方法。這節(jié)課的任務(wù)是測量小車的速度，做出小車運動的vt圖象，初步分析小車速度的變化規(guī)律。要學生體驗從實驗研究中獲取數(shù)據(jù)、做出圖象、分析圖象、尋找規(guī)律

16、的科學思維方法。使學生認識圖象在研究物理問題中的作用；與數(shù)學公式相比，圖象更顯得直觀、形象、生動，從而使學生感受到圖象的直觀的美。二、三維目標（一）知識與技能1會運用已學知識處理紙帶，求各點瞬時速度。2會用表格法處理數(shù)據(jù)，并合理猜想。3巧用v-t圖象處理數(shù)據(jù)，觀察規(guī)律。（二）過程與方法1初步學習根據(jù)實驗要求設(shè)計實驗，完成某種規(guī)律的探究方法。2初步學會根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行猜測探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。3認識數(shù)學化繁為簡的工具作用，直觀地運用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律，驗證規(guī)律。（三）情感、態(tài)度與價值觀1通過對紙帶的處理實驗數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn)，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，能使學生靈活地運用科學方法來研究問題、解決問

17、題、提高創(chuàng)新意識。2在對實驗數(shù)據(jù)的猜測過程中，提高學生合作探究能力。3通過經(jīng)歷實驗探索過程，體驗運動規(guī)律探索的方法。三、教學重點1圖象法研究速度隨時間變化的規(guī)律。2對運動的速度隨時間變化規(guī)律的探究。四、教學難點1各點瞬時速度的計算。2對實驗數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究。五、教學用具學生電源、導線、打點計時器、小車、鉤碼、一端帶有滑輪的長木板、帶小鉤的細線、紙帶、刻度尺、坐標紙、電腦六、教學方法啟發(fā)、引導，學生自主實驗，討論、交流學習成果。七、課時安排2課時。八、教學過程我們已經(jīng)學習了用打點計時器測定物體運動的速度。我們這節(jié)課再利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。如何探究一個物體速度隨時間變化

18、的規(guī)律？如何知道物體在不同時刻的速度？用什么儀器測？讓學生自己設(shè)計好實驗，并口頭闡述相關(guān)實驗器材及步驟。問題一：打點計時器結(jié)構(gòu)如何？問題二：用打點計時器測小車的速度所需哪些實驗器材、實驗步驟？實驗步驟：1把一端附有滑輪的長木板平放（一高一低可否？）在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路。2把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關(guān)閉電源。問題三：本實驗特別要注意哪些事項？1固定打點計時器時應(yīng)讓限位孔處在長木板的中央位置。2滑輪不能過高。3應(yīng)考慮復寫紙與紙帶的位置關(guān)系。4鉤碼

19、數(shù)量不能過多，長木板兩端高低相差不能太大。5小車應(yīng)由緊靠打點計時器處開始釋放，在撞擊長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動,防止小車從板上掉下來。6先接通電源，后讓紙帶運動。7打點結(jié)束后立即關(guān)閉電源。引導學生熟練地擺好器材，進行合理、準確地操作，得到一條點跡清晰的紙帶。注意：引導學生“三思而后行”，注意實驗邏輯性、合理性及其相關(guān)注意事項，而確保準確，并巡視全場，對出現(xiàn)的問題予以及時糾正。選擇紙帶，并選好計數(shù)點，計算各計數(shù)點的瞬時速度填入表格。問題四：怎樣分析和選取紙帶上的點？開頭過于密集的點舍掉，紙帶的一段；若紙帶上點與點之間的距離較小，可取多個間隔（可5）為一個計數(shù)間隔時間（間隔不再是0.02s）（但

20、要看具體情況靈活選定）；原則上能取六、七個計數(shù)點為宜；給選取的點加標記。問題五：如何計算出所取點的速度？用求平均速度的方法來代替（用計算較準確的平均速度來代替），如何代替？（選擇包括該點在內(nèi)的一段位移（該點最好處在中間時刻位置）x，找出對應(yīng)的時間t，用xt作為該點的瞬時速度）；對于選取的兩個端點的速度暫時不計算（誤差較大）；測量各個計數(shù)點之間的距離應(yīng)考慮估位、單位。數(shù)據(jù)處理，總結(jié)分析問題六：如何處理計算出來的數(shù)據(jù)？列表法。（注意列表要求）數(shù)據(jù)表格猜想出小車運動速度隨時間的變化規(guī)律：速度與時間成正比。鼓勵學生大膽猜想，并一一列舉學生的各種想法，了解學生猜想的原因，進行總結(jié)與點評，糾正盲目的瞎想。

21、學生在猜想中回答猜想原因，闡述猜想思路。圖象法：根據(jù)所得數(shù)據(jù)，選擇合適的標度建立坐標系（讓圖象盡量分布在坐標系平面的大部分面積）。描點：觀察和思考點的分布規(guī)律。擬合：從點的分布可以有很大把握地說這些點應(yīng)該在一條直線上，用直線擬合，讓盡可能多的點處在直線上，不在直線上的點應(yīng)對稱地分布在直線兩側(cè)。引導描點法一般原則，強調(diào)作圖的精確性，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。步驟方法：先確定標度，再準確描點，并用平滑的曲線進行連接?？偨Y(jié)介紹：描點法是作圖的一種最基本的方法，最重點的兩點：一是準確性（標度要合適）。二是要用平滑曲線連接（要讓盡可能多的點分布在線上，不在線上的點分布在兩側(cè)，離線較遠的點刪去）。最后還要注意美

22、觀性（使圖象分布在坐標紙中央）。問題七：如何根據(jù)速度時間圖象（ vt圖象）求小車的加速度和初速度？取任意兩組數(shù)據(jù)求出v和t，然后代入vt求解。在vt圖象上取一段時間t（盡量取大一些），找出兩個時刻對應(yīng)的坐標值求出v，代入vt求解。問題八：紙帶上零時刻的速度和末速度如何求？【計算機繪制v-t圖象】Excel軟件演示作v-t圖將實驗所得數(shù)據(jù)在電腦的Excel文件中輸入表格，利用其“圖表向?qū)А睌M合v-t圖象。這節(jié)課重點是對重物牽引下小車的運動進行探究，在探究過程中，涉及到了實驗的設(shè)計、操作以及作圖象的方法、原則，很好地提高了大家各方面的能力，同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎(chǔ)。九、課堂小結(jié)這節(jié)

23、課重點是對重物牽引下小車的運動進行探究，在探究過程中，涉及到了實驗的設(shè)計、操作以及作圖象的方法、原則，很好地提高了大家各方面的能力，同時又為后面學習這種勻變速運動打下了基礎(chǔ)。十、作業(yè)1完成實驗報告。2書后習題1、2、3、43思考如何進行數(shù)據(jù)處理？課題： 實驗三：探究求合力的方法 課型： 實驗 實驗?zāi)康?會用彈簧測力計和細線測出力的大小和方向。2探究求合力的方法。3尋找合力與兩個分力之間的關(guān)系。實驗器材方木板、圖釘、白紙、橡皮條、細繩套、兩個彈簧測力計、刻度尺。實驗原理等效替代。等效替代法就是從事物間的等同效果出發(fā),來研究物理現(xiàn)象和過程的一種方法。誤差分析 主要誤差來源：彈簧測力計的讀數(shù)；彈簧測

24、力計本身的誤差；根據(jù)平行四邊形定則作圖。注意事項1 彈簧秤的使用 使用前要先調(diào)零。檢查彈簧秤示數(shù)是否準確。（兩根彈簧對拉，或者用彈簧秤測標準鉤碼受到的重力。使用時彈簧的伸長方向和所測拉力方向要一致。（不一定要沿著豎直方向）彈簧、指針、拉桿都不要與刻度板和刻度板末端的限位孔發(fā)生摩擦擦。用兩個彈簧秤拉橡皮條時，橡皮條、細繩和測力計要在同一平面內(nèi)且與木板平行。讀數(shù)時，視線與刻度線平行。（）彈簧秤的估讀2橡皮條的選取和使用不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個彈簧測力計拉橡皮條，要反復做幾次使橡皮條拉伸到相同的長度看彈簧測力計讀數(shù)有無變化?？捎脙筛鹌そ畈⒙?lián)使用以增大其勁度系數(shù)。同一次實驗中，橡皮筋的結(jié)

25、點O的位置一定要相同。（不能只是橡皮條形變相同）3注意紙張的選取和作圖 白紙不要選的過小。畫力的圖示應(yīng)選擇適當?shù)臉硕?。嚴格按力的圖示要求和幾何方法求出力的合力。畫分力F1、F2的合力時要準確。圖要盡可能畫得大些，以使測量值的最后一位估讀數(shù)字在圖上能準確表示出來。力的大小合適。作力的圖示時，選取標度時不增加誤差。兩個分力的夾角要適中，不能太大也不能太小。（60120，兩個分力 F1、F2之間的夾角越大,用平行四邊形作圖得出的合力F的誤差也越大，以不大于120 為最佳。但角也不能太小,太小就不利于做平行四邊形。）彈簧秤的讀數(shù)在常用的測量儀器中，刻度尺、螺旋測微器、電流表、電壓表、天平、彈簧秤等讀數(shù)

26、時都需要估讀。根據(jù)儀器的最小分度估讀最小分度是2的，（包括0.2、0.02等），采用1/2估讀，如安培表00.6A檔；最小分度是5的，（包括0.5、0.05等），采用1/5估讀，如安培表015V檔；最小分度是1的，（包括0.1、0.01等），采用1/10估讀，如刻度尺、螺旋測微器、安培表03A檔、電壓表03V檔等，當測量精度要求不高或儀器精度不夠高時，也可采用1/2估讀。減小誤差的方法1 彈簧秤使用前調(diào)零2 木板應(yīng)水平放置。3 彈簧伸長方向和所測拉力方向應(yīng)一致，并與木板平行。4 拉動過程中盡量減少摩擦。5 在滿足合力不超過彈簧秤量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下，兩個分力和合力都應(yīng)盡可能大

27、些，讀數(shù)時注意彈簧秤的量程以及最小刻度。6 拉橡皮條的細線要長些，標記兩分力的方向盡可能遠些。7 兩個分力間的夾角不宜過大或過小，一般取60120為宜。8 在畫力的合成圖時，要選內(nèi)定適當標度。例題1。(2010寧波檢測)“探究求合力的方法”的實驗如圖實33甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩圖實33乙所示是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。(1)圖乙中的_F_是力F1和F2的合力的理論值； _F_是力F1和F2的合力的實際測量值(2)在實驗中，如果將細繩也換成橡皮筋，那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化？答：_否_。(3)本實驗采用的科學方法是 (B) A理想實驗法B等

28、效替代法 C控制變量法 D建立物理模型法課題： 實驗四：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 課型： 實驗 一、教材分析新課標較原有的教學大綱更注重對學生動手能力、探索能力、自己總結(jié)觀察現(xiàn)象的能力的培養(yǎng)，以本節(jié)課為例，以前是驗證牛頓第二定律，注重的是知識的再現(xiàn)，而現(xiàn)在變?yōu)樘骄?，注重的是問題的提出與發(fā)現(xiàn)。本節(jié)課以實驗的形式出現(xiàn)，不僅鍛煉學生的動手能力，更重要的是如何設(shè)計實驗，如何提出問題，以及如何操作，如何進行數(shù)據(jù)處理，分析并得出實驗結(jié)果，這些才是現(xiàn)代中學生最應(yīng)該掌握的方法和技巧。至于學生自己設(shè)計的方案不管是否符合要求，不管實驗后能否得出正確的結(jié)論，都要加以鼓勵，因為學生在設(shè)計和實際操作中的親身體驗才是最

29、重要的。因此，本節(jié)課的三維目標制定如下：二、教學目標1知識與技能目標（1）理解物體運動狀態(tài)的變化快慢即加速度大小與力有關(guān)，與質(zhì)量也有關(guān)；（2）通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系；（意圖：加速度與質(zhì)量的定量關(guān)系下一課時探究，實踐證明1課時45分鐘根本無法探究2個問題，若調(diào)成2課時合上，又給學校正常的教學秩序帶來不便，所以建議分2課時探究。）（3）培養(yǎng)學生動手操作能力。2過程與方法目標（1）指導學生半定量地探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，知道用控制變量法進行實驗；（2）引導學生自己設(shè)計實驗，并根據(jù)設(shè)計進行實驗；（3）對實驗數(shù)據(jù)進行處理，并能根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果得出結(jié)論。3情感態(tài)度與價值觀目標（1）通過實驗

30、，培養(yǎng)實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學態(tài)度；（2）通過探究激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新精神。（3）培養(yǎng)與人合作的團隊精神。三、教學重點1控制變量法的使用；2如何提出實驗方案，并使實驗方案合理可行；3實驗數(shù)據(jù)的分析和處理。四、教學難點1在老師引導下提出切實可行的實驗方案；2實驗的操作過程；3充分準備教學器材，讓更多的學生參與。五、教學用具多媒體課件，小車（56輛，每輛車上貼上質(zhì)量為200g，貼上“參照車”與“實驗車”字樣），一端帶有滑輪的長木板（56個），一次性小塑料口杯及棉線套（56個，質(zhì)量可忽略），50g規(guī)格鉤碼28盒（每盒10個），托盤天平砝碼56盒，刻度尺（米尺），線繩若干，鐵文件夾28個，計算機

31、和大屏幕投影系統(tǒng)一套，計算器。六、教學要求上課地點為實驗室，共分成28組，23個學生一組，選出組長一名。每組桌上貼上組號，每組同學帶課本，計算器，鉛筆。七、課時安排2課時（第1課時探究實驗方案，第2課時實驗操作、分析實驗數(shù)據(jù)、得出結(jié)論）八、教學過程、第1課時：設(shè)計實驗方案（教師組織學生討論并回答學案上的問題）問題1：本節(jié)課研究物體運動的加速度大小跟什么有關(guān)，請同學們先猜一猜加速度大小跟什么有關(guān)？教師注意：學生可能猜出質(zhì)量和力以外的因素，教師引導或告之本節(jié)課只探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系。問題2：請同學們猜一猜加速度與力、質(zhì)量有什么關(guān)系，列舉出實例。如果學生說不出實例，教師可以列舉以下典型的例子：

32、綠燈亮后，摩托車先沖出，然后小轎車，最后載重貨車，說明質(zhì)量大加速度??；方程式賽車的發(fā)動機功率大，啟動快，加速度大，說明力大加速度大。播放以上例子的視頻。問題3：能否從理論上驗證力越大，加速度越大；質(zhì)量越大，加速度越小是合理的？參考答案：力是改變運動狀態(tài)的原因，力大運動狀態(tài)容易改變，而運動狀態(tài)的改變快慢是用加速度來描述的，因此力大，加速度大；質(zhì)量是慣性大小的量度，質(zhì)量大，慣性大，運動狀態(tài)難改變，即加速度小。教師注意：學生回答這一問題時，容易用舉實例法，教師注意引導從理論出發(fā)。問題4：研究一個物理量同時與兩個物理量有什么關(guān)系，應(yīng)當采用什么方法？(學生很容易回答出用控制變量法)。問題5：初中用過這種

33、辦法嗎？舉例說明。（安排此問題的目的是向?qū)W生進行物理學研究方法的教育）參考答案：在討論電流與電壓、電阻兩個量是什么關(guān)系時；在討論壓強與壓力、作用面積兩個量是什么關(guān)系時。問題6：保持質(zhì)量一定，怎樣研究加速度與力的關(guān)系，或保持力一定，怎樣研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系？學生會回答出用打點計時器測出幾個加速度及所對應(yīng)的力，分析加速度與力關(guān)系或加速度與質(zhì)量關(guān)系，若不提測加速度，可追問如何測出加速度。以上6個問題難度不大，建議采用單獨讓某個學生回答的方式即可，不必給時間進行小組內(nèi)討論。問題7：鑒于用紙帶測出加速度是我們已經(jīng)掌握的一種技能，因此本次探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系不想用此方法。請同學們另外設(shè)計出一種切實可

34、行的實驗方法？（1）闡述實驗的理論依據(jù)及對實驗方法的初步設(shè)計。（2）在此理論框架內(nèi)，具體的實驗方案是什么？組內(nèi)討論6分鐘，每組組長準備發(fā)言。在學生討論期間，教師巡視參與討論交流，如果時間過半還有一些組提不出方案，教師可提醒該組學生參考課本44頁“做一做”欄目，再討論參考答案：理論依據(jù)及初步設(shè)計：兩物體均做初速度為零的勻加速直線運動，由知，相同時間內(nèi)的位移關(guān)系，就是他們的加速度關(guān)系。具體實驗方案：課本73頁參考案例。學生在闡述時可能（1）（2）兩個問題混在一起說出，只要合理、清晰即可；另外理論依據(jù)與方案課本上都有，學生看了課本就很容易回答此問題。引申問題：在此理論依據(jù)下，能否再設(shè)計出一種實驗方案

35、，組內(nèi)討論10分鐘后組長發(fā)言。（討論后，剛才只提出課本上方案的組重點發(fā)言，已經(jīng)提出不同于課本上方案的組也可以再提出第3種方案。）教師組織同學們對各種方案進行評價，只要合理可行即可。最后教師指出：本節(jié)課用課本72頁的方案。問題8：繩拉小車的力是小車受的合力嗎？學生很容易提出還有摩擦力。問題9：我們必須要使繩拉小車的力成為小車受到的合力，否則還要計算滑動摩擦力，使問題復雜化，那么怎樣去掉摩擦力呢？組內(nèi)討論5分鐘后組長發(fā)言。參考答案：（1）用重力分力平衡掉摩擦力（教師可投影圖片解釋），為此可以傾斜木板，直到小車放上后恰能靜止或被輕推后勻速。（2）減小摩擦力直到可忽略，可采用氣墊導軌。、第2課時：做實

36、驗并記錄、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論一、實驗前教師做以下交待：1為了節(jié)省時間，教師給學生做一下分工，1-14組探究加速度與力的關(guān)系，參照表一和表二要求（見學案）；15-28組探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，參照表三和表四要求（見學案），要填寫好表格。2平衡摩擦力時不必將拴有口杯小桶的繩子解下，車后拖的繩子也不用解下，放在車上即可。3注意鐵夾子的位置。4注意實驗中同學之間互相配合，如誰扶住板，誰控制鐵夾開啟、閉合，誰負責更換砝碼和保證繩在滑輪內(nèi)并負責保護儀器，誰負責測量記錄等。附： 表一（兩車質(zhì)量均為200g+100g）參照車實驗車組別繩上掛的鉤碼/g（代表力F1）位移x1/cm繩上掛的鉤碼/g（代表力F2）位

37、移x2/cm1203022040320504206052070表二（兩車質(zhì)量均為200g+100g）組別115220325430535表三（兩車繩上掛的鉤碼均為40g）參照車實驗車組別車和車上砝碼總質(zhì)量/g（代表質(zhì)量m1）位移x1/cm車和車上砝碼總質(zhì)量/g（代表質(zhì)量m2）位移x2/cm13002002300400330050043006005300700表四（兩車繩上掛的鉤碼均為40g）組別12/3=06724/3=13335/3=16746/3=20057/3=233（以上實驗過程36 min）二、分析實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論讓學生分析表二和表四，并得出結(jié)論。參考答案：在兩車質(zhì)量一樣的情況下，實

38、驗車受的力是參照車的多少倍，加速度就是參照車的多少倍，說明加速度與力成正比；在兩車受力一樣的情況下，實驗車總質(zhì)量是參照車的幾倍，加速度就是參照車的幾分之一，說明加速度與質(zhì)量成反比。九、課堂小結(jié)1高中第一次接觸控制變量法。2愛因斯坦有一句名言：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要”，因此猜想出加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系比實驗驗證重要，提出實驗方案比實驗操作重要，通過本節(jié)課，大家要好好體會。3體會合作的含義，現(xiàn)代科研是需要團隊精神的。十、作業(yè)1完成實驗報告。2設(shè)計“探究加速度與質(zhì)量關(guān)系”方案。3思考如何進行數(shù)據(jù)處理？課題： 實驗五：研究平拋運動 課型： 實驗 一、教材分析1本節(jié)內(nèi)容是通過實驗探究平拋

39、運動的規(guī)律，它既是前一節(jié)運動的合成與分解方法的具體實踐應(yīng)用，也是后一節(jié)拋體運動的規(guī)律得出的前提，更是學生自主設(shè)計、探索的好素材，在本章中有著重要的地位。2課程標準要求學生會用合成與分解的方法分析拋體運動；能分別以物體在水平方向和豎起方向的位移為橫坐標和縱坐標，描繪做拋體運動的物體的軌跡。學科教學指導意見要求學生知道平拋運動的受力特點；知道用實驗方法得到平拋運動軌跡的方法；理解確定平拋運動在水平方向做勻速直線運動、豎直方向做自由落體運動所用的方法；知道水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的獨立性和同時性；體會研究曲線運動的基本方法。3平拋運動知識在初中不曾出現(xiàn)過。二、學情分析1通過前面

40、的學習，學生已經(jīng)知道了合運動、分運動以及運動的合成與分解所遵循的規(guī)律；知道了運動的合成與分解是處理曲線運動的基本方法；通過一個多學期的學習，學生已經(jīng)具備了初步的實驗設(shè)計能力和實驗操作能力；已經(jīng)能用數(shù)碼相機來研究物體的運動。2學生可能遇到的困難：設(shè)計不出驗證平拋運動在豎直方向是自由落體運動的實驗裝置。3學生在學習中可能會采取的學習策略：分組討論，向教師尋求幫助，實驗探索，總結(jié)反思等。三、教學目標1知識與技能目標（1）知道什么是平拋運動；（2）知道平拋運動的受力特點；（3）理解平拋運動在水平方向做勻速直線運動和在豎直方向做自由落體運動；（4）知道用描點的方法得到平拋運動軌跡；（5）會用數(shù)碼相機來研

41、究物體的運動；（6）知道利用平拋運動軌跡來分析平拋運動規(guī)律的方法。2過程與方法目標（1）通過設(shè)計驗證拋運動在水平方向做勻速直線運動和在豎直方向做自由落體運動的實驗，培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力；（2）通過對平拋軌跡的分析，培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析與處理能力；（3）經(jīng)歷實驗探究過程，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，讓學生認識到科學探究的意義；（4）通過分組實驗培養(yǎng)學生的交流、合作能力。3情感態(tài)度與價值觀目標（1）通過展示自然、生活和生產(chǎn)中平拋運動的例子，使學生認識到平拋運動的普遍性，同時認識到物理知識的社會價值；（2）通過實驗設(shè)計探究，培養(yǎng)學生的設(shè)計探究興趣與熱情；體驗到探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅；培養(yǎng)學生主動與他人合作的精神。四、

42、教學重點與難點1教學重點：平拋運動在水平方向是勻速直線運動和在豎直方向是自由落體運動。 2教學難點：平拋運動在水平方向是勻速直線運動和在豎直方向是自由落體運動的實驗探索過程。五、教學方法與手段1教學方法：運用物理“科學探究”教學模式實施教學。2教學手段：實驗、多媒體輔助。六、課前準備1學生復習力的合成與分解知識；2教師準備好實驗器材和多媒體課件；3教學環(huán)境：多媒體實驗室，將準備好的實驗器材置于學生看不到的地方。4教學用具：平拋運動和自由落體運動對比演示儀一套，平拋運動描軌跡演示儀、平拋運動水流演示儀和平拋運動數(shù)碼拍攝儀器各四套；多媒體課件。七、教學過程1結(jié)合生活、生產(chǎn)實際，引入新課（1）通過視

43、頻、圖片展示生活、生產(chǎn)中的拋體現(xiàn)象，展示拋體現(xiàn)象的普遍性。視頻：飛機投彈，運動員推鉛球圖片：農(nóng)民拋秧苗（2）利用對比實驗，結(jié)合物理學的研究方法，揭示平拋運動的特點對比實驗 一只手一起拋出的兩個金屬球運動情況基體本相同；一只手一起拋出一個金屬球和一個松軟的紙團，它們的運動情況差異很大。提出問題 造成兩次實驗差異的原因是什么？即為什么第二次實驗的紙團為什么比金屬球拋得近多了？分析原因 空氣阻力對紙團的影響大。歸納總結(jié) 空氣阻力使拋體運動變得復雜，根據(jù)從簡單到復雜的原則，我們先研究最簡單的情況：將物體水平拋出，物體只在重力作用下的運動，即平拋運動。2運用“科學探究”教學模式，引導學生探究平拋運動規(guī)律

44、（1）分析討論，確定研究方法師生對話 和直線運動相比，平拋運動顯然要復雜得多，怎樣才能將復雜的運動化簡為簡單的運動進行研究？根據(jù)上一節(jié)的知識，可以將曲線運動分解為兩個直線運動。那么如何來分解平拋運動比較好？因為小球受的力在豎直方向，初速度又是在水平方向，所以將平拋運動分解到水平方向和豎直方向比較好。（2）探究平拋運動在豎直方向的運動規(guī)律提出問題 如果將平拋運動視為水平方向的運動和豎直方向的運動的合運動，那么，平拋運動在豎直方向應(yīng)是什么運動？ 分析猜想 豎直方向受重力作用，應(yīng)是自由落體運動。實驗論證 引導性提問：能否設(shè)計對比實驗來驗證猜想？說明：教師提出這個問題，是充分發(fā)揮教師的主導作用，引導研

45、究方向，掌控教學進程，有利于課堂探究教學的順利開展。分析討論：讓兩個物體同時開始運動，一個做自由落體運動，一個做平拋運動，看它們是否同時著地；同時落地則證實猜想。啟發(fā)性問題：實驗的關(guān)鍵是要解決兩物體同時開始平拋運動和自由落體運動。能否利用如圖所示彈性金屬片，加上其他裝置，實現(xiàn)一個動作同時控制兩個小球的運動？說明：因為學生是首次碰到類似問題，要設(shè)計出兩物體同時開始平拋運動和自由落體運動是有難度的，所以要進行針對性強的引導，給定器材的實驗設(shè)計方向明確，可以降低難度。實驗設(shè)計：（學生提出、交流方案；集體討論、修改完善，確定最佳設(shè)計；與現(xiàn)成儀器對比，借鑒優(yōu)良設(shè)計。）實驗操作：學生代表利用平拋運動和自由

46、落體運動對比演示儀驗證猜想，如右圖所示。生成性問題：如何判斷兩個小球是否同時落地？分析討論：看；利用數(shù)碼相機拍頻閃照片；聽。課堂上聽的方式最簡單易行，所以用聽的方式。實驗操作：一位同學演示，全體同學聽。探究結(jié)論 平拋運動在豎直方向應(yīng)是自由落體運動。說明：在驗證平拋運動在豎直方向是自由落體運動的教學過程中，讓學生參與儀器的設(shè)計探究過程，激發(fā)了學生實驗探究的動機和創(chuàng)造性思維的火花，培養(yǎng)了學生的設(shè)計探究能力和創(chuàng)新能力。（3）探究平拋運動在水平方向的運動規(guī)律提出問題 平拋運動在水平方向應(yīng)是什么運動？分析猜想 水平方向不受力，應(yīng)是勻速直線運動。實驗驗證討論研究方向：可以通過對比實驗或定量測量實驗進行驗證

47、。對比實驗，即是讓兩個小球球同時以相同的速度開始運動，一個平拋，一個在水平面上勻速運動，看相同的時間內(nèi)，水平方向位移是否相等；相同則證實猜想。定量測量實驗，測出做平拋運動的物體在幾段相等時間內(nèi)的水平位移；依據(jù)水平位移是否相等來判斷猜想是否正確。生成問題：實驗中物體平拋運動時間很短，如何測時間和水平位移？分析討論：要充分利用它在豎直方向是自由落體運動的特點。設(shè)法通過實驗得到平拋運動的軌跡；在平拋運動的軌跡利用自由落體規(guī)律找到每隔相等時間物體所達到的位置。測量出兩相鄰位置間的水平位移，看這些位移是否相等。說明：在討論過程教師通過提問方式引導教學進程，學生則通過思考、發(fā)表見解來發(fā)揮其主體作用。選擇實

48、驗器材，設(shè)計實驗方案用幻燈展出可供選擇的實驗器材：.用以下器材設(shè)計一個對比實驗：兩個完全相同的斜槽，一要規(guī)格相同的水平槽，兩個小球，兩個電磁鐵（含導線和電源）；.用以下器材設(shè)計一個或多個實驗來得到平拋運動的軌跡：斜面小槽，小鋼球，粘了方格紙的木板，鉛筆，數(shù)碼照相機，帶水平噴嘴的瓶子，玻璃板。實驗設(shè)計：給出足夠的時間，分小組設(shè)計。交流設(shè)計方案：設(shè)計同學介紹方案，其他同學進行質(zhì)疑或提出改進建議。方案一：對比實驗，將兩個斜槽水平對齊，上下放置，如圖所示，用電磁鐵控制兩個小球同時開始運動，它們以相同大小的速度同時離開斜槽，上面的小球做平拋運動，下面的小球在水平軌道上做勻速直線運動，若它們在水平軌道上相

49、碰，則驗證猜想。方案二：讓小球從斜槽上滑下，從末端水平拋出，用數(shù)碼相機拍頻閃照片。用頻閃照片記錄了小球所經(jīng)過的多個位置，連起來就得到小球做平拋運動的軌跡。建議：在平軌跡后方應(yīng)加一個方格背景，如圖所示。方案三：讓水平噴出的細水流來顯示平拋的運動軌跡，在水流后面豎直放置一塊玻璃板，用彩筆描出水流的軌跡。方案四：讓小球每次從斜槽上同一高度滑下，從末端水平拋出，用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置，通過多次實驗，在豎直的背景方格紙上記錄了小球所經(jīng)過的多個位置，連起來就得到小球做平拋運動的軌跡。如圖所示。分組實驗將學生分成功12組，每種方案都安排三個小組進行實驗，拿出事先準備好的儀器，學生進行實驗。實驗主要器材如下

50、。說明：給定儀器的目的是為了設(shè)計方向更加明確，降低難度；前三種方案是學生容易想到的，第四種方案受數(shù)碼相機影響不易想到；因為方案四可以很好地培養(yǎng)學生的實驗技能，所以可以由教師引導學生提出。學生可能還有其他方案，教師可以和學生一起進行分析評價。 說明：教師事先準備好十二組實驗，可以提高課堂效率。對于學生提出的新方案，可以安排學生課后進行操作。數(shù)據(jù)處理：描軌跡的如何確定時間？如何判斷水平方向是否是勻速運動？在平拋運動的軌跡上，取縱坐標為h，4h，9h的點，由于豎直方向是自由落體運動，則從拋出點到這幾點所用的時間應(yīng)分別為t，2t，3t；如果水平方向是勻速運動，則則從拋出點到這幾點的水平位移應(yīng)分別是x，

51、2x，3x。如下圖所示。數(shù)碼相機拍照的則直接根據(jù)頻閃間隔相等確定時間。交流評價每種方案請一個小組匯報實驗情況，另外兩個小組可進行補充。分析誤差原因。說明：學生常出現(xiàn)的問題是背景板放置不夠豎直；槽口末端沒調(diào)水平；沒有確定好拋出點；沒有及時確定y軸等。實驗操作前沒有提醒學生，目的是增強學生的體驗，培養(yǎng)學生的實驗操作能力。出現(xiàn)失誤的同學可以課后再做。探究結(jié)論 平拋運動在水平方向是勻速直線運動。3小結(jié)提高在日常生活中觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題，則用實驗的方法進行研究，是物理學研究中常經(jīng)歷的過程。今天我們再一次體驗從問題開始，經(jīng)歷假設(shè)猜想、設(shè)計論證方案、實驗探索，到發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程。在這過程中，我們不僅研究出了平拋物體的運動規(guī)律，而且我們體驗到了對比實驗的簡便快捷，并再次運用“留跡法”和“連續(xù)體法”將瞬間的運動化為永恒。八、作業(yè)設(shè)計1研究平拋運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=1.25cm，若小球在平拋運動途中的幾個