人民教育出版必修一42《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的》課程教案4

1、實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教材分析：探究性實(shí)驗(yàn)是高中物理新課程中一種重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系一課安排在牛頓第一定律和牛頓第二定律之間，對(duì)于學(xué)生來說，這種探究性實(shí)驗(yàn)比以往比驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)難度要大，所以對(duì)本節(jié)教材主要做以下難點(diǎn)分析： 1.從教材前后聯(lián)系來看，本節(jié)內(nèi)容具有承上啟下的作用，上一節(jié)講解了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系是認(rèn)知過程的必然，這一節(jié)又是牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)，所以本節(jié)課實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒?duì)于下一節(jié)的學(xué)習(xí)非常關(guān)鍵。從牛頓第一定律過渡到確定研究這些物理量之間的關(guān)系上，是本節(jié)課難點(diǎn)之一。 2.從教材內(nèi)容來看，本

2、節(jié)課涉及到的比較法和控制變量法，都是高中物理實(shí)驗(yàn)常用的方法，也是科學(xué)研究的重要方法，所以更要好好把握。 學(xué)情分析：探究性的實(shí)驗(yàn)初中沒有接觸過，對(duì)于學(xué)生現(xiàn)有的能力來說進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)還是比較困難的，在具體的教學(xué)過程中，還是應(yīng)該體現(xiàn)學(xué)生重在參與的思想，逐步提高學(xué)生這方面的能力，使學(xué)生更多的看到探究的思想，感受探究的樂趣。教學(xué)目標(biāo)：一、知識(shí)與技能1理解物體運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系。3培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。二、過程與方法1指導(dǎo)學(xué)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3、3對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并能根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果得出結(jié)論。三、情感、態(tài)度、價(jià)值觀1通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)事求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。2通過探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神。3培養(yǎng)學(xué)生與他人合作的團(tuán)隊(duì)精神。教學(xué)重點(diǎn)：1控制變量法的使用。2如何提出實(shí)驗(yàn)方案，并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行。3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理。教學(xué)難點(diǎn)：1在老師引導(dǎo)下提出切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案。2實(shí)驗(yàn)的操作過程。課時(shí)安排：2課時(shí)（第1課時(shí)探究實(shí)驗(yàn)方案，第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)操作、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出結(jié)論）教學(xué)過程：第1課時(shí)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案一、復(fù)習(xí)回顧、導(dǎo)入新課：1、牛頓第一定律：（一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。）2、這一定律向我

4、們闡述了哪幾個(gè)方面的含義？（力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因；力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性。）3、慣性體現(xiàn)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度，其大小由什么決定？（物體的質(zhì)量）4、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由哪個(gè)物理量來描述？（速度V）5、體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變即速度的改變情況的物理量是什么？（加速度a）二、提出要研究的問題并進(jìn)行猜想與假設(shè)：?jiǎn)栴}1：請(qǐng)同學(xué)們先猜一猜加速度大小跟什么有關(guān)？問題2：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)猜一猜加速度與力、質(zhì)量有什么關(guān)系？力越大，加速度越 質(zhì)量越大，加速度越 問題3：力越大，加速度越大 aF，aF2，aF3？質(zhì)量越大，加速度越小 a， a，a？三、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)栴}4

5、：研究一個(gè)物理量同時(shí)與兩個(gè)物理量有什么關(guān)系，應(yīng)當(dāng)采用什么方法進(jìn)行研究？控制變量法拓展：提示初中用過這種辦法，在討論電流與電壓、電阻兩個(gè)量是什么關(guān)系時(shí)；在討論壓強(qiáng)與壓力、作用面積兩個(gè)量是什么關(guān)系時(shí)。（安排此問題的目的是對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)研究方法的教育，讓學(xué)生知道控制變量法是一種普遍常用的科學(xué)研究方法）。問題5：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(xué)生會(huì)回答出用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出幾個(gè)加速度及所對(duì)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(cè)加速度，可追問如何測(cè)出加速度。問題6：鑒于用紙帶測(cè)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

6、關(guān)系，我們暫不用此方法。請(qǐng)同學(xué)們參考課本43頁(yè)“做一做”欄目，看能否有新的設(shè)計(jì)并說說這種設(shè)計(jì)有什么優(yōu)點(diǎn)？理論依據(jù)：兩物體均做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由x=aT2知，相同時(shí)間內(nèi)的位移關(guān)系，就是他們的加速度關(guān)系。具體實(shí)驗(yàn)方案：課本78頁(yè)參考案例。問題8：繩拉小車的力是小車受的合力嗎？學(xué)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(jì)算滑動(dòng)摩擦力，使問題復(fù)雜化，那么怎樣抵消摩擦力的影響呢？（1）用重力分力平衡掉摩擦力，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(dǎo)軌。第2課時(shí)：做實(shí)驗(yàn)并記錄、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

7、四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)：1為了節(jié)省時(shí)間，教師給學(xué)生做一下分工，1-4組探究加速度與力的關(guān)系，參照表一和表二要求；5-8組探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，參照表三和表四要求，要填寫好表格。2平衡摩擦力時(shí)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(shí)驗(yàn)中同學(xué)之間互相配合，如誰(shuí)扶住板，誰(shuí)控制鐵夾開啟、閉合，誰(shuí)負(fù)責(zé)更換砝碼和保證繩在滑輪內(nèi)并負(fù)責(zé)保護(hù)儀器，誰(shuí)負(fù)責(zé)測(cè)量記錄等。表一：兩車質(zhì)量均為（200+100）g參照車實(shí)驗(yàn)車組別繩上掛鉤碼/g代表F1位移x1/cm繩上掛鉤碼/g代表F2位移x2/cm1203022040320504206052070表二：兩車質(zhì)量均為（200+100）g組別F2/F1x2/x1=a2/a111.522.032.543.053.5表三（兩車?yán)K上掛的鉤碼均為40g）參照車實(shí)驗(yàn)車組別車和車上砝碼總質(zhì)量/g代表m1位移x1/cm車和車上砝碼總質(zhì)量/g代表m2位移x2/cm13002002300400330050043006005300700表四（兩車?yán)K上掛的鉤碼均為40g）組別m2/m1x1/x2=a1/a212/3=0.6724/3=1.3335/3=1.6746/3=2.0057/3=2.33五、分析、論證與評(píng)詁：1、讓學(xué)生分析表二和表四，并得出結(jié)論。(在兩車質(zhì)量一樣的情況下，實(shí)驗(yàn)車受的力是參照車的多少倍，加速度就是參照車