實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)高一上學(xué)期物理人教版

探究加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”一節(jié)選自人教版普通高中物理必修一第四章第二節(jié)。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。教材中實(shí)驗(yàn)的基本思路是采用控制變量法，要測量的物理量有質(zhì)量、加速度和力，測量質(zhì)量用天平，需要研究的是怎樣測量加速度和力。本節(jié)從引導(dǎo)學(xué)生從牛頓第一定律出發(fā)，提出探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的必要性并從實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)、物理量的測量、實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)分析幾個(gè)方面導(dǎo)學(xué)生完成探究，實(shí)驗(yàn)的基本思路對于學(xué)生來說并不困難，因此整個(gè)教學(xué)過程應(yīng)該更加重視讓學(xué)生體會探究的實(shí)質(zhì)：鼓勵(lì)學(xué)生提出科學(xué)問題;設(shè)計(jì)更多的實(shí)驗(yàn)方案;引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題：會試用多種方法處理數(shù)據(jù)，基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論；以及培養(yǎng)學(xué)生對探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思的能力。二、學(xué)情分析已有基礎(chǔ)：從知識結(jié)構(gòu)上看，學(xué)生已認(rèn)識到加速度與力、質(zhì)量有關(guān)，以及它們之間的定性關(guān)系，具備了進(jìn)一步定量探究的基礎(chǔ)；從科學(xué)探究素養(yǎng)上看，學(xué)生已接觸過實(shí)驗(yàn)探究，初步熟悉科學(xué)探究的要素，對于實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生也已有了一定基礎(chǔ)；從認(rèn)知發(fā)展水平上看，高一學(xué)生的認(rèn)知正處于由直觀認(rèn)知向邏輯推理過渡階段，學(xué)生已經(jīng)初步具備了分析、歸納的能力。2.學(xué)困點(diǎn)：生對定量研究運(yùn)動規(guī)律的過程還很陌生，對于應(yīng)用圖像法處理數(shù)據(jù)中圖像的“擬合”原理難以理解。三、教學(xué)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，采用控制變量的方法對a、F、m三個(gè)物理量間的關(guān)系進(jìn)行定量研究和根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。2.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的操作和測量過程，以及通過圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程，理解圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性和“化曲為直”的思想方法，體驗(yàn)如何平衡摩擦阻力、減少系統(tǒng)誤差的操作方法。3.通過探究實(shí)驗(yàn)，體會探究過程的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，培養(yǎng)與人合作、學(xué)會分享的團(tuán)隊(duì)精神。四、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn):讓學(xué)生經(jīng)歷加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的探宄過程，體會探究的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、批判性思維、交流與合作的能力。難點(diǎn):從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中分析加速度與力以及加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系，從圖像中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。五、教學(xué)資源帶滑輪的木板、薄墊塊、小車、細(xì)繩、重物（小鉤碼或沙桶）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交變電流、天平、砝碼、刻度尺六、教學(xué)過程【環(huán)節(jié)一復(fù)習(xí)導(dǎo)入】根據(jù)牛頓第一定律，物體運(yùn)動狀態(tài)改變的原因是什么？還有什么可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)？分別得出“力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因”和“質(zhì)量越大，慣性越大，物體的運(yùn)動狀態(tài)越難改變”。以這兩個(gè)問題引出加速度與力、質(zhì)量有關(guān)。思考：加速度與質(zhì)量、力有何關(guān)系？請同學(xué)們作出猜想，引出本節(jié)主題?！经h(huán)節(jié)二新課學(xué)習(xí)】活動一：實(shí)驗(yàn)思路1.實(shí)驗(yàn)中需要測量哪些物理量？2.用什么測量工具，如何進(jìn)行測量？3.實(shí)驗(yàn)過程中，需要記錄哪些數(shù)據(jù)？4.如何分析測量得到的數(shù)據(jù)？教師引導(dǎo)學(xué)生交流以上問題。然后結(jié)合課件強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，呈現(xiàn)關(guān)鍵信息。實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄考铀俣扰c力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)方法“加速度”與“力”、“質(zhì)量”二個(gè)物理量均有關(guān)系，應(yīng)該如何探究它們的關(guān)系？引出“控制變量法”。實(shí)驗(yàn)器材帶滑輪的木板、薄墊塊、小車、細(xì)繩、重物（小鉤碼或沙桶）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交變電流、天平、砝碼、刻度尺實(shí)驗(yàn)原理思考：如何測量加速度、力、質(zhì)量？質(zhì)量可由天平測量；加速度和力如何測量？活動二：物理量的測量加速度方法一：測量位移x及時(shí)間t，由計(jì)算a方法二：紙帶法。由△x=aT2計(jì)算a（本次實(shí)驗(yàn)采用方法二）方法三：比值法。由于測出兩個(gè)初速度為零的勻加速運(yùn)動在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移x1,x2，位移之比就是加速度之比力學(xué)生思考并討論以下問題（1）如何給小車施加一個(gè)可以測量的恒力F呢？（2）細(xì)線給小車提供的拉力是小車受到合力嗎？（3）如何調(diào)整裝置能夠消除阻力的影響，使繩的拉力就是小車受到的合力呢？（4）如何用實(shí)驗(yàn)方法判斷阻力剛好被平衡呢？（5）懸掛的重物的重力大小等于繩的拉力嗎？活動三：分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟1.用天平測出小車的質(zhì)量。2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，平衡摩擦力。3.把細(xì)線系在小車上并繞過滑輪懸掛槽碼，將車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。4.先打開計(jì)時(shí)器電源，再釋放小車，得到紙帶，并記下鉤碼重量。5.改變槽碼的重量，重復(fù)以上的步驟幾次。6.控制槽碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測幾組數(shù)據(jù)。7.設(shè)計(jì)表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。注意事項(xiàng)：1.用天平測出小車的質(zhì)量。2.安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，平衡摩擦力。3.把細(xì)線系在小車上并繞過滑輪懸掛槽碼，將車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。4.先打開計(jì)時(shí)器電源，再釋放小車，得到紙帶，并記下鉤碼重量。5.改變槽碼的重量，重復(fù)以上的步驟幾次。6.控制槽碼質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量，再測幾組數(shù)據(jù)。7.設(shè)計(jì)表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?；顒铀模簲?shù)據(jù)分析1.探究加速度與力的關(guān)系（小車質(zhì)量一定）在誤差允許的范圍內(nèi)，加速度與力成正比。即：小車質(zhì)量一定時(shí):a∝F2.探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系(小車所受拉力一定)請學(xué)生思考：看這條圖線，能確定a與m的定量關(guān)系嗎？這真的是一條雙曲線嗎？在誤差允許的范圍內(nèi)，加速度與力成正比。即：小車所受拉力一定時(shí):a∝1/m實(shí)驗(yàn)結(jié)論：m一定