實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE44.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析：《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理1“中涉及到本節(jié)內(nèi)容：”通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系?！氨緱l目要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究加速度、質(zhì)量、力三者的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。本節(jié)內(nèi)容是新人教必修一第四章第二節(jié)內(nèi)容，是學(xué)生上高中以來(lái)接觸到的第二個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，和前一個(gè)一樣，本實(shí)驗(yàn)只給出了實(shí)驗(yàn)的基本思路，而沒有給出確定的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)方案和器材的選用都由學(xué)生自己設(shè)計(jì)。不過(guò)作為提示，書中提醒學(xué)生注意兩個(gè)方面的問(wèn)題，還給出了一個(gè)”參考案例“，這個(gè)案例是采用常見儀器設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，具有普遍意義和具體指導(dǎo)作用。本節(jié)課，以前是驗(yàn)證牛頓第二定律，注重的是知識(shí)的重現(xiàn)，現(xiàn)在改為探究性實(shí)驗(yàn)，注重的是問(wèn)題的提出與研究，體現(xiàn)了新課標(biāo)注重培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、動(dòng)手能力、觀察和總結(jié)能力的特點(diǎn)。三維目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1、學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究物體加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系2、在實(shí)驗(yàn)中掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的用法3、對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納分析（二）過(guò)程與方法1、根據(jù)所學(xué)知識(shí)及日常經(jīng)驗(yàn)初步分析a、F、m三個(gè)物理量間的關(guān)系（定性分析）。2、采用控制變量的方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)a、F、m三個(gè)物理量間的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行定量研究；3、運(yùn)用列表法及圖象法處理數(shù)據(jù)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納、推理實(shí)驗(yàn)結(jié)論（定量分析）。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神2、學(xué)會(huì)與他人合作、交流，具有團(tuán)隊(duì)意識(shí)和團(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)的分析與處理．教學(xué)難點(diǎn)1．如何提出實(shí)驗(yàn)方案并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行．2．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理．教學(xué)方法探究法、講授法、討論法、練習(xí)法教具多媒體課件，玩具汽車，小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、長(zhǎng)木板、細(xì)線、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平教學(xué)過(guò)程復(fù)習(xí)上節(jié)課所講的內(nèi)容及作業(yè)布置的檢測(cè)（1）請(qǐng)部分同學(xué)回憶上節(jié)課牛頓第一定律的內(nèi)容。（2）檢查學(xué)生預(yù)習(xí)的效果及導(dǎo)學(xué)案完成的情況。新課引入：創(chuàng)設(shè)情景、展示目標(biāo)學(xué)生活動(dòng)：請(qǐng)班上兩同學(xué)到講臺(tái)上推桌子，讓同學(xué)們仔細(xì)觀察回答問(wèn)題，如下情景：讓學(xué)生猜想：當(dāng)質(zhì)量m相同時(shí)，用大小不同的力、，當(dāng)時(shí)，此時(shí)m物塊速度變化快（即加速度比較大）的是哪個(gè)力作用？當(dāng)外力F相同時(shí)，作用在不同的物體，當(dāng)時(shí)，此時(shí)兩物塊速度變化快（即加速度比較大）的是那個(gè)物體？分組討論6.保持托盤中所放重物的質(zhì)量不變，在小車上加放砝碼，并測(cè)出小車與所放砝碼的總質(zhì)量M，接通電源，放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，取下紙帶并在紙帶上標(biāo)上號(hào)碼．7．繼續(xù)在小車上加放砝碼，重復(fù)步驟6，多做幾次實(shí)驗(yàn)，在每次得到的紙帶上標(biāo)上號(hào)碼．8．計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)所得紙帶的加速度值及小車與砝碼的總質(zhì)量填入表格2.表格2物體受到的外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a/(m·s－2)小車與砝碼總質(zhì)量M/kg小車與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)eq\f(1,M)/kg－112345五、數(shù)據(jù)處理1．計(jì)算法測(cè)得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通過(guò)計(jì)算看看是否滿足eq\f(a1,a2)＝eq\f(F1,F2)、eq\f(a1,a2)＝eq\f(M2,M1).2．圖象法(1)分析加速度和力的關(guān)系依據(jù)表格1，以加速度a為縱坐標(biāo)，以外力F為橫坐標(biāo)，作出a-F關(guān)系圖象，如圖4-2-2所示，由此得出結(jié)論．圖4-2-2(2)分析加速度和質(zhì)量的關(guān)系依據(jù)表格2，以加速度a為縱坐標(biāo)，以小車及砝碼的總質(zhì)量M或eq\f(1,M)為橫坐標(biāo)作出a-M或a-eq\f(1,M)關(guān)系圖象，如圖4-2-3所示，據(jù)圖象可以得出結(jié)論．圖4-2-3(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比．六、注意事項(xiàng)1．平衡摩擦力時(shí)不要掛重物，整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和重物的質(zhì)量還是改變小車及砝碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力．2．實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和重物的總質(zhì)量．只有如此，重物和小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等．3．小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先接通電源再放手．4．作圖象時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)．離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，舍去不予考慮．七、誤差分析產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)多次測(cè)量求平均值小車所受拉力測(cè)量不準(zhǔn)①準(zhǔn)確平衡摩擦力②使細(xì)繩和紙帶平行于木板作圖不準(zhǔn)使盡可能多的點(diǎn)落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè)，誤差較大的點(diǎn)舍去系統(tǒng)誤差小盤及重物的總重力代替小車所受的拉力使小盤和重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量八、鞏固練習(xí)1．為了更直觀地反映物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關(guān)系，往往用二者的關(guān)系圖象表示出來(lái)，該關(guān)系圖象應(yīng)選(c)A．a(chǎn)－m圖象 B．m－a圖象C．a(chǎn)－eq\f(1,m)圖象 D.eq\f(1,m)－a圖象2．如果a－eq\f(1,m)圖象是通過(guò)原點(diǎn)的一條直線，則說(shuō)明(b)A．物體的加速度a與質(zhì)量m成正比B．物體的加速度a與質(zhì)量m成反比C．物體的質(zhì)量m與加速度a成正比D．物體的質(zhì)量m與加速度a成反比3．在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(bcd)A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將砝碼盤及盤內(nèi)砝碼通過(guò)定滑輪拴在小車上B．連接砝碼盤和小車的細(xì)繩應(yīng)與長(zhǎng)木板保持平行C．平衡摩擦力后，長(zhǎng)木板的位置不能移動(dòng)D．小車釋放前應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且應(yīng)先接通電源再釋放小車4、某兩個(gè)同學(xué)分別按步驟做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，各自得到的圖像如圖甲和乙所示，則出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因甲是________，乙是_______。板書設(shè)計(jì)1.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法：測(cè)量物體加速度a