4.2探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)高一上學(xué)期物理教科版

高中物理教材同步教科版（2019）必修第一冊(cè)第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律2.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)一：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”中對(duì)本節(jié)內(nèi)容的說(shuō)明：“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”。本條目要求學(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)容是新人教版必修一第四章第二節(jié)內(nèi)容，本實(shí)驗(yàn)只給出了實(shí)驗(yàn)的基本思路，而沒(méi)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(shū)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(jiàn)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。對(duì)于本節(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)。探究性實(shí)驗(yàn)難度要大于驗(yàn)證性試驗(yàn)，能夠更好的開(kāi)發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生興趣提高學(xué)生的探究能力是高中物理新課程中一種重要的實(shí)驗(yàn)方法。本節(jié)涉及到的控制變量法，是高中物理實(shí)驗(yàn)中的一種重要的科學(xué)研究的方法，需要好好把握。還有關(guān)于利用圖像對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理時(shí)“a與m成反比”等效為“a與成正比”找規(guī)律的化曲為直的思想也是本節(jié)需要學(xué)習(xí)的一個(gè)重點(diǎn)方法。二、學(xué)業(yè)要求與核心素養(yǎng)（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）科學(xué)探究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）科學(xué)思維態(tài)度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、通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度．三、教學(xué)重、難點(diǎn)（一）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、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并畫(huà)出相關(guān)的圖像，找出相關(guān)規(guī)律。（二）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．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并畫(huà)出相關(guān)的圖像，找出相關(guān)規(guī)律。四、教學(xué)方法問(wèn)題引領(lǐng)法、觀察法、探究法、講授法、討論法、實(shí)驗(yàn)操作法五、教具多媒體課件，小車(chē)，一端帶定滑輪的金屬導(dǎo)軌，帶小盤(pán)的細(xì)線，砝碼（規(guī)格：10g、20g、30g、40g，用作牽引小車(chē)的力），鉤碼（50g）4個(gè)（用來(lái)改變小車(chē)的質(zhì)量），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（套數(shù)：夠全班4人一組用的），紙帶，課本P78圖4．25的實(shí)驗(yàn)器材2套，刻度尺,六、教學(xué)過(guò)程（一）、設(shè)置情景，提出問(wèn)題，引入新課，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。利用多媒體視頻讓學(xué)生討論方程式賽車(chē)與戰(zhàn)斗機(jī)誰(shuí)的加速性能好來(lái)引入分組定性討論組I：物體質(zhì)量一定，力不同，物體加速度有什么不同?組2：力大小相同，作用在不同質(zhì)量的物體上，物體加速度有什么不同?（二）、實(shí)驗(yàn)基本問(wèn)題探討問(wèn)題1：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？學(xué)生很容易回答出用控制變量法。問(wèn)題2：這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量有三個(gè)：物體的加速度、物體所受的力、物體的質(zhì)量.質(zhì)量可用天平測(cè)量，那么怎樣測(cè)量加速度和怎樣提供與測(cè)量物體受到的力？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本，小組討論后提出自己的見(jiàn)解，教師予以引導(dǎo)。如何測(cè)加速度：（1）讓物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，用刻度尺測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的位移，用秒表測(cè)量出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，由x=1/2at2公式算出.（2）讓物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng).在運(yùn)動(dòng)物體后安裝一條通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)利用逐差法來(lái)測(cè)量加速度.如何提供和測(cè)量物體所受的恒力：用前邊測(cè)加速度的器材，使物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的力就是物體的合力。討論：1、小車(chē)運(yùn)動(dòng)受到滑動(dòng)摩擦力，如何使小車(chē)所受合力盡可能等于繩的拉力？平衡摩擦力。方法：將木板一端墊高，讓小車(chē)從木板上能勻速滑動(dòng)。2、實(shí)驗(yàn)中小車(chē)所受繩的拉力與鉤碼的重力是否相等；這兩個(gè)力只是近似相等，條件是鉤碼的質(zhì)量要比小車(chē)的質(zhì)量小很多。理由以后再作說(shuō)明滿足以上兩個(gè)條件，小車(chē)所受合力就等于鉤碼的重力.通過(guò)改變鉤碼的個(gè)數(shù)就可以改變小車(chē)所受的合力，通過(guò)測(cè)量鉤碼的重力就可測(cè)得小車(chē)所受的合力.3、確定實(shí)驗(yàn)方案最后選擇實(shí)驗(yàn)方案：用逐差法求加速度，用平衡摩擦力的方案求外力。4、數(shù)據(jù)記錄和分析四人一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，使用一套設(shè)備。全班一半的組探究加速度與力的關(guān)系，另一半探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，（操作中的共同協(xié)作，打出的四條紙帶每人處理一條）并將準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)記錄表格分發(fā)給每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中老師巡回指導(dǎo)，參與到各小組的實(shí)驗(yàn)中。根據(jù)不同小組的情況，給予不同的指導(dǎo)。（有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中互相交流與合作，培養(yǎng)四人小組中每個(gè)學(xué)生的團(tuán)體合作和競(jìng)爭(zhēng)精神。有利于老師關(guān)注到更多學(xué)生，包括一些學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生。有利于分層教學(xué)、因材施教。合作好，可有效利用時(shí)間。）數(shù)據(jù)記錄表一小車(chē)及配重的質(zhì)量kgx1+x2+x3（cm）X4+x5+x6（cm）a（m/s2）F（N）紙帶1紙帶2紙帶3紙帶4紙帶5數(shù)據(jù)記錄表二鉤碼的重力NX1+x2+x3（cm）X4+x5+x6（cm）a（m/s2）M（kg）1/M(kg1)紙帶1紙帶2紙帶3紙帶4紙帶55、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論讓實(shí)驗(yàn)完成的比較好的兩個(gè)小組代表上臺(tái)，把自己做的圖像投影到屏幕上，再集體討論加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，使學(xué)生對(duì)“加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比”的結(jié)論達(dá)成共識(shí)。教師對(duì)各小組學(xué)生的數(shù)據(jù)處理方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，讓學(xué)生明確，只要設(shè)計(jì)方案合理，親身體驗(yàn)探究過(guò)程，至于能否得出正確結(jié)果并不多么重要。并和學(xué)生一起總結(jié)回顧本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)如下：（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，不管以后是改變盤(pán)和砝碼的質(zhì)量還是改變小車(chē)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(chē)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量。只有如此，砝碼和小盤(pán)的總重力才可視為與小車(chē)受到的拉力相等。（3）作圖像時(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)，可舍去不予考慮。（4）小車(chē)應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先接通電源再放手6、回顧總結(jié)（1）力是物體產(chǎn)生加速度的原因．（2）用控制變量法探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系；設(shè)