高中物理-實驗：探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)目標(biāo):知識與技能理解物體運(yùn)動狀態(tài)的變化快慢,即加速度大小與力有關(guān),也與質(zhì)量有關(guān).通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系.過程與方法使學(xué)生掌握在研究三個物理量之間關(guān)系時,用控制變量法實現(xiàn)指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)原理去設(shè)計實驗,處理實驗數(shù)據(jù),得出結(jié)論.幫助學(xué)生會分析數(shù)據(jù)表格,;利用圖像尋求物理規(guī)律.情感態(tài)度價值觀通過實驗探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神使學(xué)生養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度,樂于探究自然界的奧秘,能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅.培養(yǎng)學(xué)生的合作意識,相互學(xué)習(xí).交流.共同提高的學(xué)習(xí)態(tài)度教學(xué)重點(diǎn):怎樣測量物體的加速度.怎樣提供和測量物體所受的力.對a∝F、a∝1／m的探究難點(diǎn)：對探究性實驗的把握,進(jìn)行實驗,作出圖像,得出結(jié)論。教學(xué)方式：本節(jié)課主要采取的是“實驗——探究”教學(xué)方式。教學(xué)工具：1．學(xué)生分組實驗的器材：木板、小車、打點(diǎn)計時器、電源、小筒、細(xì)線、砝碼、天平、刻度尺、紙帶等。(①附有滑輪的長木板2塊；②小車2個；③帶小鉤或小盤的細(xì)線2條；④鉤碼(槽碼)，規(guī)格：10g、20g，用做牽引小車的力；⑤砝碼，規(guī)格：50g、100g、200g，用做改變小車質(zhì)量；⑥刻度尺；⑦1m～2m粗線繩，用做控制小車運(yùn)動)如果沒有小規(guī)格鉤碼或槽碼，可以用沙桶及沙子替代，增加天平及砝碼，用來測質(zhì)量。2．計算機(jī)及自編軟件，電視機(jī)(作顯示)。3．投影儀，投影片。教學(xué)設(shè)計：新課導(dǎo)入：1．復(fù)習(xí)提問：牛頓第一定律的內(nèi)容，物體運(yùn)動狀態(tài)改變快慢用什么物理量來描述，物體運(yùn)動狀態(tài)改變與何因素有關(guān)?關(guān)系是什么?教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生得出：物體運(yùn)動狀態(tài)改變快慢用加速度來描述，與物體質(zhì)量及物體受力有關(guān)。(學(xué)生更詳細(xì)的回答可能為：物體受力越大，物體加速度越大；物體質(zhì)量越大，物體加速度越小)2．教師引導(dǎo)提問進(jìn)入新課：物體的加速度與物體所受外力及物體的質(zhì)量之間是否存在一定的比例關(guān)系?如果存在，其關(guān)系是什么?請同學(xué)猜一猜。(學(xué)生會提出很多種猜想，對每一種猜想，教師都應(yīng)予以肯定)教師在學(xué)生猜想的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生：我們的猜想是否正確呢，需要用實驗來檢驗。這就是我們這節(jié)課所要研究的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。指導(dǎo)學(xué)生確定實驗方案、完成實驗操作：投影：實驗裝置如圖所示。講解：我們用小車作為研究對象，通過在小車上增減砝碼可以改變小車質(zhì)量；在小車上掛一根細(xì)線，細(xì)線通過定滑輪拴一個小桶，小桶內(nèi)可以放重物，這時小車受到的拉力大致是小桶及重物的重力，我們可以通過改變小桶內(nèi)的重物改變小車受到的拉力。我們研究小車的加速度a與拉力F及小車質(zhì)量Ⅲ的關(guān)系時，可先保持m一定，研究以與F的關(guān)系；再保持F一定，研究d與m的關(guān)系．這是物理學(xué)中常用的研究方法。(此控制變量法可引導(dǎo)學(xué)生討論得出)教師引導(dǎo)提問：如何根據(jù)現(xiàn)有器材測出小車的加速度?(學(xué)生回答：用打點(diǎn)計時器)教師可再追問：用打點(diǎn)計時器測加速度的方法和公式是什么?(在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上可展示如下版圖)板圖：如果物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，那么，測量物體加速度最直接的辦法就是用刻度尺測量位移并用秒表測量時間，然后由a=2x/t2算出。也可以在運(yùn)動物體上安裝一條打點(diǎn)計時器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速度。由于a=2x/t2，如果測出兩個初速度為零的勻加速運(yùn)動在相同時間內(nèi)發(fā)生的位移為x1、x2，位移之比就是加速度之比，即a1／a2=x1/x2。提出問題：在小車運(yùn)動過程中不可避免的要受到摩擦力的作用，這個摩擦力也會影響到小車的加速度，如何消除摩擦力的影響呢?教師可啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生得出：把木板沒有定滑輪的一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡。二、實驗過程1．保持小車質(zhì)量不變，研究a與F的關(guān)系。實驗的基本思路：保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系。教師引導(dǎo)提問：怎樣才能直觀地反映出口與F是否成正比呢?教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生得出：可以借助圖象，用橫軸表示拉力，用縱軸表示加速度，通過采集數(shù)據(jù)作a一F圖象。如加速度隨拉力的變化圖線是一條過原點(diǎn)的直線，就說明n與F成正比。實驗數(shù)據(jù)的分析：設(shè)計一個表格，把同一物體在不同力的作用下的加速度填在表中。為了更直觀地判斷加速度a與力F的數(shù)量關(guān)系，我們以以為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。如果這些點(diǎn)在一條過原點(diǎn)的直線上，說明a與F成正比，如果不是這樣，則需進(jìn)一步分析。學(xué)生分組實驗，教師巡視指導(dǎo)．學(xué)生報出實驗數(shù)據(jù)并輸人計算機(jī)。(用Excel表格處理數(shù)據(jù))教師引導(dǎo)各組代表匯報實驗過程及結(jié)果得出結(jié)論。板書：a∞F2．保持拉力不變，研究a與m的關(guān)系實驗的基本思路：保持物體所受的力相同，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。實驗數(shù)據(jù)的分析：設(shè)計第二個表格，把不同物體在相同力的作用下的加速度填在表中。根據(jù)我們的經(jīng)驗，在相同力的作用下，質(zhì)量優(yōu)越大，加速度a越小。這可能是“a與m成反比”，但也可能是“以與m2成反比”，甚至是更復(fù)雜的關(guān)系。我們從最簡單的情況人手，檢驗是否“a與m成反比”。在數(shù)據(jù)處理上要用到下面的技巧。板圖：“a與m成反比”實際上就是“a與1／m成正比”，如果以a為縱坐標(biāo)、1／m為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，根據(jù)a-1／m圖象是不是過原點(diǎn)的直線，就能判斷加速度以是不是與質(zhì)量m成反比。(實驗前教師指導(dǎo))學(xué)生分組實驗，教師巡視指導(dǎo)，學(xué)生實驗數(shù)據(jù)輸人計算機(jī)。(用Excel表格處理數(shù)據(jù))各實驗小組代表匯報實驗情況得出結(jié)果。板書：a∞1／m由實驗結(jié)果得出結(jié)論在這個實驗中，我們根據(jù)日常經(jīng)驗和觀察到的事實，首先猜想物體的加速度與它所受的力及它的質(zhì)量有最簡單的關(guān)系，即加速度與力成正比、與質(zhì)量成反比a∝F、a∝l／m。如果這個猜想是正確的，那么，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)和以a為縱坐標(biāo)、1／M為橫坐標(biāo)作出的圖象，都應(yīng)該是過原點(diǎn)的直線．但是實際情況往往不是這樣，描出的點(diǎn)有些離散，并不是嚴(yán)格地位于某條直線上，用來擬合這些點(diǎn)的直線也并非準(zhǔn)確地通變原點(diǎn)。這時我們會想，自然規(guī)律真的是a∝F、a∝l／m嗎?如果經(jīng)過多次實驗，圖象中的點(diǎn)都十分靠近某條直線，而這些直線又都十分接近原點(diǎn)，那么，實際的規(guī)律很可能就是這樣的?？梢?，到這時為止，我們的結(jié)論仍然帶有猜想和推斷的性質(zhì)。只有根據(jù)這些結(jié)論推導(dǎo)出的很多新結(jié)果都與事實一致時，它才能成為“定律”。本節(jié)實驗只是讓我們對于自然規(guī)律的夠究有所體驗，實際上一個規(guī)律的發(fā)現(xiàn)不可能是幾次簡單的測量就能得出的。學(xué)情分析學(xué)生已有知識和經(jīng)驗,初步掌握物體的運(yùn)動規(guī)律，根據(jù)<<牛頓第一定律>>初步了解物體間的相互作用,意識到運(yùn)動和力之間存在著某種重要的關(guān)系，在之前做過“打點(diǎn)計時器的使用”“勻變速直線運(yùn)動的探究”。有一定的實驗?zāi)芰?。會根?jù)紙帶求加速度，會用天平等儀器。學(xué)生會遇到的問題高一的學(xué)生遇到的實驗還不多，還不能完整的、自主的設(shè)計實驗，理用圖像法處理數(shù)據(jù)用的還不多，還不熟練，效果分析通過本節(jié)課的教學(xué)，有如下效果1．學(xué)生一次小小的體驗，受益終身，在學(xué)生的探究過程中，學(xué)生提出了很多具有建設(shè)性的問題?！疤骄渴浇虒W(xué)”提高了學(xué)生的動手能力、自己總結(jié)觀察現(xiàn)象的能力、探索能力，學(xué)生在參與中深刻體驗成功，體驗挫折，體驗合作，體驗質(zhì)疑，體驗挑戰(zhàn)。2“探究式教學(xué)”體現(xiàn)以人為本，給學(xué)生創(chuàng)造體驗成功的機(jī)會，力圖讓學(xué)生輕松活潑、自由地學(xué)。讓每一個學(xué)生都能看到希望，每一個學(xué)生都能學(xué)好。營造一個生動活潑、師生互動的教學(xué)氛圍，使教師、學(xué)生之間形成良性互動，彼此形成學(xué)習(xí)共同體。更重要的是通過實驗探究激發(fā)了學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神。這些豈是灌輸式所能達(dá)到的？況且你的大量灌輸，學(xué)生又能吸收多少？教材分析本節(jié)課是人教版第四章第二節(jié)的內(nèi)容，牛頓第二定律是動力學(xué)的核心規(guī)律,是本章重點(diǎn)和中心內(nèi)容,而探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系是學(xué)習(xí)下一節(jié)的重要鋪墊.本節(jié)是探索規(guī)律的實驗,重點(diǎn)就是讓學(xué)生親身體驗探究過程,在教師的引導(dǎo)下學(xué)生動手.動腦設(shè)計研究,體會通過控制變量來研究物理規(guī)律的重要反復(fù).只有讓學(xué)生在實際的設(shè)計和操作中才能使學(xué)生體會到物理學(xué)研究的方法,達(dá)到掌握方法.提高能力的目的.教學(xué)重點(diǎn)怎樣測量物體的加速度.怎樣提供和測量物體所受的力.教學(xué)難點(diǎn)知道學(xué)生選器材,設(shè)計方案,進(jìn)行實驗,作出圖像,得出結(jié)論1．物體運(yùn)動狀態(tài)的變化是指A．位移的變化B．速度的變化C．加速度的變化D．質(zhì)量的變化2．以下物體在運(yùn)動過程中，運(yùn)動狀態(tài)不發(fā)生變化的是()A．小球做自由落體運(yùn)動B．槍彈在槍筒中做勻加速運(yùn)動C．沿斜坡勻速下滑的汽車D．汽車在水平面上勻速轉(zhuǎn)彎3．關(guān)于力和運(yùn)動的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．物體受力一定運(yùn)動，力停止作用后物體也立即停止運(yùn)動B．物體所受的合力越大，其速度越大C．物體受力不變時，其運(yùn)動狀態(tài)也不變D．物體受外力的作用，其速度一定改變4．物體A的質(zhì)量為10kg，物體B的質(zhì)量為20kg，A、B分別以20m／s和10m／s的速度運(yùn)動，則()A．A的慣性比B大B．B的慣性比A大C．A、B的慣性一樣大D．不能確定5．關(guān)于力下列說法中確的是()①力是使物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因；②力是維持物體運(yùn)動的原因；③力是改變物體慣性大小的原因；④力是使物體產(chǎn)生加速度的原因．A．①④B．①②C．②③D．③④6．下列說法中正確的是()A．物體不受力時，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)B．物體的速度等于零時，一定處于平衡狀態(tài)C．物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化時，一定受到外力的作用D．物體的運(yùn)動方向，一定是物體所受外力合力的方向7．一個物體受到四個力作用而靜止，當(dāng)撤去其中的F1，而其他三個力不變時，物體將___________。教后反思與體會新課標(biāo)倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)方式，首先擺在我們一線教師面前的問題是（1）如何認(rèn)識“探究式教學(xué)”？（2）怎樣擺正好教師在探究式教學(xué)中所處的位置？怎樣“引導(dǎo)”學(xué)生一步步“自主”探究獲得知識？“越俎代庖式”還是“放羊式”？建立怎樣的師生關(guān)系？（3）怎樣把握好時間問題？一節(jié)課主要探究什么？探究多長時間？全過程探究嗎？（4）如何控制場面？（5）如何評價學(xué)生在探究式教學(xué)中，教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變角色，不應(yīng)一包到底，切不可“越俎代庖”。要相信學(xué)生的能力，要大膽放給學(xué)生去探究，完全解除教師的“指揮棒”，讓學(xué)生在“實驗課題”的統(tǒng)領(lǐng)下，以自己的方式、自己的習(xí)慣、自己的情感和自己的認(rèn)知規(guī)律去探索、去研究、去發(fā)現(xiàn)、去感悟、去體驗，得出合理的物理結(jié)論。教師可與學(xué)生一起實驗探究，但不要把自己的觀點(diǎn)強(qiáng)加給學(xué)生。當(dāng)然也不能“放羊式”，不聞不問，不顧學(xué)生的基礎(chǔ)，沒有目標(biāo)，沒有點(diǎn)撥，這樣學(xué)生勢必難以探究。教師的“引導(dǎo)探究”，首先要運(yùn)用多媒體、小體驗等各種教學(xué)手段創(chuàng)設(shè)物理情境，點(diǎn)燃學(xué)生探究新知的欲望；其次要根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)、認(rèn)知水平點(diǎn)撥其思考：探究什么？方向？途徑？收集與處理？高一的起始探究要多引導(dǎo)，以后可逐步放手?？傊?，教育的出發(fā)點(diǎn)是人，歸宿也是人的發(fā)展?！疤骄渴浇虒W(xué)”就是從學(xué)生出發(fā)，做到以人為本，為每個學(xué)生提供平等“參與”的機(jī)會，讓學(xué)生在寬松、民主的環(huán)境中體驗成功，健康成長。只要我們加強(qiáng)認(rèn)識，積極探索，定能找到得心應(yīng)手的“探究式教學(xué)”方法。以上點(diǎn)滴是我在投身課改，進(jìn)行“探究式教學(xué)”中的體會與心得，希望我的一些想法和做法能對同仁有所幫助，不當(dāng)之處