高中物理 第四章 牛頓運動定律 4.2 實驗 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教案4 新人教版必修1

1、探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗【教學(xué)目標(biāo)】1. 通過討論，學(xué)生能夠說出至少兩種研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗方案。2. 學(xué)生利用DIS實驗儀器，采用控制變量法，作出加速度與力，加速度與質(zhì)量的圖像關(guān)系。3. 經(jīng)歷實驗的操作和測量過程，經(jīng)歷利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的過程，學(xué)生能說出加速度與力、質(zhì)量的定性關(guān)系，并體會在處理加速度與質(zhì)量的非線性關(guān)系時所采用的倒數(shù)（化曲為直）的方法，4. 學(xué)生能指出實驗中產(chǎn)生誤差的原因，并能對其進(jìn)行分析，從中體驗如何平衡摩擦阻力、減小系統(tǒng)誤差的操作辦法，以及體會探究過程中的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和合理性?！窘虒W(xué)實錄】一. 情景創(chuàng)設(shè)，問題引動教師提問：(PPT呈現(xiàn)問題)根據(jù)表格內(nèi)數(shù)據(jù)，討

2、論加速度與什么因素有關(guān)？）技術(shù)參數(shù)F1賽車本田CR-V百公里加速時間（s）2.511.43發(fā)動機(馬力)900155車重（kg)6051590學(xué)生討論并回答：與質(zhì)量和動力教師提供佐證：（PPT呈現(xiàn)新聞報道）二我們的猜想學(xué)生相互討論：加速度與物體的質(zhì)量和外力之間的定性關(guān)系學(xué)生回答：質(zhì)量一定時，受力越大，其加速度越大受力一定時，質(zhì)量越小，其加速度越大。 教師提問：要研究三個物理量之間的關(guān)系，可采用的方法？學(xué)生回答：控制變量法教師提問：請具體闡述該方法的具體細(xì)節(jié)學(xué)生回答：在保證物理質(zhì)量一定的情況下，改變外力來研究外力與加速度的關(guān)系；接著控制外力一定的情況下，改變物體的質(zhì)量，研究質(zhì)量與加速度的關(guān)系。三

3、我們的探究第一步：明確幾個問題：1.實驗要探究什么?a 與F的關(guān)系；a與m的關(guān)系，采用的方法是：控制變量法；2.如何探究?測量哪些物理量？怎么測？3.如何由實驗得出結(jié)論?怎么搜集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)？教師提問：怎樣產(chǎn)生外力？并且這個外力要可測量？學(xué)生回答：可以掛重物，外力的大小就是重物的重力。教師提問：重物對小車的拉力等于小車受到的合外力嗎？（給出右圖）學(xué)生回答：不是，還有摩擦力教師提問：那么怎樣才能消除摩擦力的影響？學(xué)生回答：抬高斜面，用重力的下滑分力來平衡摩擦力。教師提問：當(dāng)小車的質(zhì)量改變后，是否還要重新調(diào)節(jié)平衡呢？學(xué)生討論，教師總結(jié)并板演 可見，與質(zhì)量m無關(guān)第二步：選擇方案教師提問：你有什么方

4、法可以用來測量物體的加速度？學(xué)生回答：測出物體的運動位移和時間，再利用公式，求出加速度a;學(xué)生回答：利用打點計時器，求出加速度a；學(xué)生回答：利用傳感器（光電門），直接測出物體的加速度a；第三步：實驗操作教師提供操作器材，以及裝置圖教師提問：怎樣判斷調(diào)節(jié)平衡到位？學(xué)生討論并回答：可以利用光電門看小車通過兩個光電門的加速度是否是0.教師提供實驗中需要的一些數(shù)據(jù)：1.質(zhì)量m一定的情況下，研究a與F的關(guān)系小車的質(zhì)量一定(m=0.32kg)次數(shù)牽引力F/N加速度a10.098（加5g砝碼）20.147 （加10g砝碼）30.196 （加15g砝碼）40.245 （加20g砝碼）50.294 （加25g砝

5、碼）2.外力一定的情況下，研究a與M的關(guān)系拉力一定 ( F=0.147N)實驗次數(shù)小車的總質(zhì)量m/kg加速度a10.12（空車）20.17（1個載重片）30.22（2個載重片）40.27（3個載重片）50.32（4個載重片）教師提問：怎樣才能更加直觀的反應(yīng)出am，aF的關(guān)系？學(xué)生集體回答：利用圖像法。學(xué)生分組實驗，探究a與F和a與m的關(guān)系學(xué)生實驗結(jié)果： 第四步：誤差分析教師提問：（電腦呈現(xiàn)某個學(xué)生的結(jié)果）根據(jù)圖像，a與F成什么關(guān)系？學(xué)生回答：正比關(guān)系教師提問：正比關(guān)系應(yīng)該過原點，那么該圖線過原點嗎？教師局部放大原點圖線，并提問教師提問：不過原點正常嗎？學(xué)生回答：應(yīng)該過原點，因為不加拉力的時候，

6、物體的加速度應(yīng)該為0，不過原點的情況是平衡摩擦力沒有做好。教師總結(jié)：（1）平衡摩擦力時，斜面的傾角太大；或者傾角太?。?）砝碼和小桶的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量實際上：繩中的拉力小于重物的重力教師提問：那么a與m成什么關(guān)系？學(xué)生回答：反比教師提問：你如何判斷它是雙曲線的一支呢？學(xué)生討論教師提示，若a與m成反比，則a與1/m成什么關(guān)系？學(xué)生回答：正比關(guān)系，即a1/m的圖像是一條直線。教師總結(jié)：（1）質(zhì)量m一定，加速度a 與合外力F的關(guān)系 a FaF0（2）合外力F一定，加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系 a 1/m a1/m0am0結(jié)論：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體 的質(zhì)量成反比。 即F=kma【評課

7、反饋】吳老師在這節(jié)課的教學(xué)過程中，以問題為紐帶，不斷提出問題，給學(xué)生以探究學(xué)習(xí)的動力。對于每一個問題，吳老師都是由學(xué)生獨立思考或通過學(xué)生合作交流等獲得結(jié)果. 通過問題引動，激發(fā)學(xué)生積極思考，主動探究，學(xué)生根據(jù)已有知識和經(jīng)驗， 經(jīng)過自己努力獲去新的知識和方法。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，能充分發(fā)揮其主觀能動性，積極參與學(xué)習(xí)活動，積極思考問題，主動探求問題的答案。以下是翟厚嵐老師對該節(jié)課的具體點評。兩位老師從對教師教學(xué)設(shè)計的觀察思路進(jìn)行了點評，重點主要是以下四個方面：一、 教學(xué)目標(biāo)是否恰當(dāng)教師的教學(xué)目標(biāo)恰當(dāng)與否將影響課堂中學(xué)生對問題是否跟得上，或者說是影響學(xué)生思維發(fā)散得程度。教學(xué)目標(biāo)就是課堂要研究哪些內(nèi)容。

8、對于本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，實際上還是比較清晰的，但是由于學(xué)生動手操作部分變數(shù)較多，教師難以控制課堂進(jìn)程，導(dǎo)致本節(jié)課為了內(nèi)容的完整而學(xué)生操作時間不充分，學(xué)生在操作中反應(yīng)出的地問題還是較多。所以在設(shè)計教學(xué)目標(biāo)時，不如舍棄部分內(nèi)容。例如后面的數(shù)據(jù)分析，誤差分析，這部分內(nèi)容獨立開來完全是可以的。二、 問題的來源問題從哪里產(chǎn)出，就是讓學(xué)生明確，為什么要研究這個問題，情境是怎么創(chuàng)設(shè)的，怎么提出問題的，能不能讓學(xué)生通過老師的情境創(chuàng)設(shè)體會到“我們要研究的是什么問題，這個問題研究了有什么用”。對于本節(jié)課的問題的提出，首先是吳老師用圖片展示兩車的數(shù)據(jù)，同時讓同學(xué)們對其性能進(jìn)行討論，特別是對比賽時對賽車最低質(zhì)量的限度的

9、要求，展示了加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。該處的引入，老師能不能進(jìn)一步的讓學(xué)生能夠舉例，并體會加速度的確是和質(zhì)量、外力這兩件事有關(guān)系的，這個引入很精彩，但是后續(xù)的歸納還可以變得更加的落實，也就是，這個問題的引入，是我們研究的問題，但是要讓學(xué)生能夠通過老師的舉例，引發(fā)學(xué)生自己能夠舉例，然后感覺到它們之間的這種關(guān)系，同時，這件事情的研究不是我課堂上的任務(wù)，而是真是有這個必要，在新課程教學(xué)中，這樣做是非常有必要的。這樣可以把“使學(xué)生學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。三、 教師的教學(xué)策略教師上課的教學(xué)策略，也就是教師用什么樣的方式，怎樣研究這個問題。本節(jié)課中，學(xué)生在做分組實驗的時候，老師在干什么，老師以什么樣的方式，什么

10、樣的問題介入這一事件的處理，學(xué)生是用什么樣的方式、方法。教師教學(xué)方式、方法上的差異，就會使得課堂進(jìn)程和學(xué)生的活動和接受有很大的差異。本節(jié)課上，探究的所有問題，都是在老師的引導(dǎo)下完成，學(xué)生沒有創(chuàng)新思維的產(chǎn)生，自然對實驗的操作細(xì)節(jié)上沒有深入的理解，比如，為什么要調(diào)節(jié)導(dǎo)軌，以平衡摩擦力，在不理解的情況下接受該內(nèi)容，最后就出現(xiàn)了有個別小組操作中的遺忘該重要步驟，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)的偏差嚴(yán)重。所以，該探究實質(zhì)上是還沒有放開，仍然在老師的掌控之下。四、 教師的教學(xué)內(nèi)容教師的教學(xué)內(nèi)容反映了這究竟是一節(jié)什么樣的課？聽課前我們先要弄清楚這節(jié)課的課型，當(dāng)學(xué)生實驗課還是一節(jié)新授課來處理 。這里面有非常大的差別！原因是，我

11、們提出問題也好，引入研究問題也好，我們要學(xué)生設(shè)計物理量的測量方式，關(guān)鍵問題是如果要讓學(xué)生動手的話，下面有個環(huán)節(jié)必須不能跳過，或者說不能粗糙對待，因為今天的學(xué)生實驗充分說明了這個問題，這邊的學(xué)生不把鉤碼去掉就做實驗了，有的不平衡就做實驗了，可見學(xué)生對操作原理還是不夠清楚。本節(jié)課若是改成實驗課，我們就能更關(guān)注實驗操作層次上的一些細(xì)節(jié)問題。其實老師也提供了一些具體要求，譬如，砝碼是多少克，應(yīng)該怎么往上加，但是，學(xué)生要接受老師的信息，到轉(zhuǎn)化為自己的行為，到能夠認(rèn)真的操作，實際就是一個內(nèi)化過程。兩個小組只讓一個小組做一種實驗，這樣設(shè)計主要是基于老師想要把所有任務(wù)在這節(jié)課上完成。實際上，完全沒有必要把這節(jié)

12、課當(dāng)成一種公開課來上，本來在后面必須要上完成的數(shù)據(jù)分析、結(jié)論推導(dǎo)，包括誤差分析等內(nèi)容，完全可以后移，這樣可以給學(xué)生充分的時間，讓他們自己去完成這個實驗。另外，如果不把這節(jié)課的學(xué)生實驗作三者關(guān)系的一個探究環(huán)節(jié)，而是把這節(jié)課的重點放在學(xué)生本身對實驗技能的掌握上，用實驗儀器來完成指定任務(wù)。學(xué)生實驗本身也存在這樣幾個任務(wù)：一是學(xué)生要明確做什么；二是學(xué)生要明確用什么方法做：三是學(xué)生要了解用這套儀器怎樣做。這也是操作技能方面的要求，從技能目標(biāo)上講，實驗技能本身也是學(xué)生應(yīng)該要掌握的內(nèi)容。但這節(jié)課學(xué)生的實驗卻在為教師的整節(jié)課的完成而服務(wù)，而沒有把關(guān)注點放在學(xué)生應(yīng)該怎樣掌握這個實驗技能，以用它來完成我們所需的操

13、作上。聽完這節(jié)課，翟老師的困惑在于：實驗課和講授課的區(qū)別。本節(jié)課更傾向于把重點教學(xué)內(nèi)容放在第一位，她認(rèn)為實驗原理的內(nèi)容可以前移，數(shù)據(jù)分析和誤差可以后移，這樣可以給學(xué)生足夠時間，包括有一組數(shù)據(jù)不好，老師又選了一組數(shù)據(jù)，實際上老師完全可以把它作為一個案例呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生自己討論，當(dāng)然因為時間的不足，或者是要完成教師的自己的教學(xué)任務(wù)，還是學(xué)生的問題是因為課堂設(shè)計的問題等等，總之開放式探究不能在老師的操控之下，為了課堂表現(xiàn)的完整，而讓學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的任務(wù)來為老師服務(wù)，事實上，學(xué)生的體會和感受，以及自己能得出結(jié)論才是最重要的。所以如果把這節(jié)課定性為一節(jié)實驗課，可能效果要比今天這樣上更好?！窘虒W(xué)反思】本節(jié)課我把它定性為探究課，但聽完兩位老師的點評，我也認(rèn)識到自己對課型的定位不是很到位，為了完成自己的教學(xué)目標(biāo)，所有的問題生成都在我的引導(dǎo)之下完成，學(xué)生缺乏自主思考時間，所以許老師在我們組自己開發(fā)的觀察量表上關(guān)于交流與創(chuàng)新能力一項中的“在科學(xué)性的基礎(chǔ)