资源简介

第2课时教学设计
课题 探究加速度与力、质量的关系
课型 新授课
教学内容分析 引导学生从牛顿第定律出发，提出探究加速度与力、质量关系的必要性，并从实验思路设计、物理量的测量、实验过程和数据分析几个方面导学生完成探究，实验的基本思路对于学生来说并不困难，因此整个教学过程应该更加重视让学生体会探究的实质:鼓励学生复出科学问题；设计更多的实验方案(并不一定全都实施)；引导学生解决实验中遇到的问题:会试用多种方法处理数据，基于实验数据得出结论；以及培养学生对探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
学习者分析 本节课的授课对象是高一学生。高一年级大部分学生积极性、主动性较强，学习热情高，有参与意识。这是在教学中发挥其主体作用的前提。在这之前学生已经学习了“运动和力”的基础知识，对定律又有着丰富的生活经验，故他们对定律的认识比较熟悉，大部分学生都能接受定律本身知识，但是在具体应用和认知上会有片面现象，所以迫切需要深入理解规律来弥补已有知识在处理相关问题时的缺陷，而且好奇心强是高中学生的心理特征之一，可以通过生动直观的物理实验调动学生的学习兴趣以为全面提高接受能力。 高中阶段的学习，应该在学生已有知识的基础上，发现其理解上存在的问题、深入对本定律的理解，这样才有利于激发他们进一步学习的兴趣，进而培养他们对学习物理知识的兴趣。并且这一时期的学生好奇善问，对于物理实验及媒体中所展示的各种现象具有浓厚的兴趣，会产生探究其本质的愿望。
学习目标确定 物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习而内化的带有物理学科特性的品质，是学生在学习物理过程中逐步形成的知识积淀、思维品质、能力表现、科学思想以及科学的情感、态度和价值观的综合体现。这里学习目标确定将从高中物理学科核心素养包括以下几个方面进行学习。 理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。 经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程，能够依据要求进行实验设计，学会选择合理的实验方案进行探究使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。 经历用图像处理数据的过程，从图像中发现物理规律，培养学生收集信息、获取数据并处理的培养学生动手操作能力，指导学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。 经历实验操作和测量的过程，知道如何平衡摩擦力、减小系统误差等操作方法，体会探究过程的科学性和严谨性，培养与人合作、学会分享的团队精神。
学习重点难点 本节的重点是让学生经历加速度与力、质量关系的探究过程，体会探究的本质，培养学生提出问题、批判性思维、交流和合作等能力。由于学生在此前的学习中经历了多次探究实验学习，因此在本节教学中应该更加注重探究的开放性，显现科学探究的本质。 本节的难点是从实验数据中分析加速度与力以及加速度与物体质量的关系，从图像中发现物理规律，并通过这种体验提高使用多种方法和手段分析、处理信息的能力。特别是在探究加速度与质量的关系时，用1/m的数据作为横坐标来处理数据对学生来说是第一次，思维跨度较大，将对学生的思维和心理产生深刻的影响，如果学生能准确理好，熟练掌握，对以后的学习就奠定了坚实的基础。
学习评价设计 表格1(小车的质量一定，加速度与受力的关系) 实验次数加速度a小车受力F1234…
表格2(小车受到的外力一定，加速度与质量的关系) 实验次数加速度a小车与砝码总质量m小车与砝码总质量的倒数1234…
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：实验探究与设计教师活动1 教师活动：利 多媒体投影下图： 定性讨论：物体质量 定， 不同，物体加速度有什么不同？ 相同，作 在不同质量物体上，物体加速度有什么不同？物体运动状态改变快慢取决哪些因素？定性关系如何？ 　　教师还可举 常 活中 些实例，如赛车和普通 汽车质量相仿，但塞车安装了强 的发动机，牵引 巨 ，可产 很 加速度。再如并驾齐驱的大货车和 汽车在同样 的制动 作 下， 汽车容易刹车。通过类似实例使学生获得感性认识：加速度 既与 有关，也与质量有关，为下 步定量研究做好铺垫。 1.质量的测量：用天平测量，在小车中增减砝码的数量可改变小车的质量。 2.加速度的测量 方案一：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用刻度尺测量小车移动的位移x，用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后计算出加速度a。 方案二：利用打点计时器打出的纸带测量小车的加速度a。 “逐差法”求解加速度 当题目中给出的数据有偶数个时，把全部数据分为两大组计算,纸带中每个数据都得到利用，实验误差较小。 方案三：让两个小车做初速度为0的匀加速直线运动，在相等的时间内，由x＝at2，把测量加速度转换成测量位移。 3.力的测量 方案一：用阻力补偿法补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，小车所受的拉力近似等于槽码的总重力。 方案二：使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不需要使槽码的质量远小于小车的质量。 学生活动1 学 活动：学 讨论后回答：第 种情况，受 的产 加速度 ，第 种情况：质量 的产 加速度 。 学 再思考 活中类似实例加以体会。 根据提示思考下列问题并设计实验 活动意图说明： 此情景源于学生的生活，又可激发学生的学习兴趣，从而顺利进入新课的教学中。以物理学史为背景，开展实验，让学生自己探究，逐层分析，科学探索。培养学生分析观察能力、物理思维能力和科学研究的态度。让学生自己通过实验阅读课本寻找问题，了解物理发展史，同时引出牛顿第一定律。环节二：实验过程教师活动2 实验器材 电磁打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、槽码、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。 实验步骤 1.用天平测出小车的质量为m，并把数值记录下来。 2.按图将实验器安装好(小车上不系绳)。 3.阻力补偿：把木板无滑轮的一端下面垫一薄木块，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂槽码的小车拖动纸带在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)。 4.将槽码通过细绳系在小车上，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带，并在纸带上标上号码及此时所挂槽码的重力m0g。 5.保持小车的质量不变，改变所挂槽码的重力，重复步骤4，多做几次实验，并记录好槽码的重力m1g、m2g、…以及计算出相应纸带的加速度填入表格1。 6.保持槽码的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量m，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码。 7.继续在小车上加放砝码，重复步骤多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码。 8.计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入表格。学生活动2 根据设计出来的实验思考研究对象，测量仪器，提供拉力的物体应该如何组装 学生需要注意并思考实验中摩擦力如何平衡 活动意图说明 能从生活中的现象提出可探究的物理问题；能在他人帮助下制订科学探究方案，有控制变量的意识，会使用实验器材获取数据；能根据数据形成结论，会分析导致实验误差的原因；能参考教材撰写有一定要求的实验报告，在报告中能对实验操作提出问题并进行讨论，能用学过的物理术语等交流科学探究过程和结果。注意提升实验设计能力与科学推理能力。环节三：数据处理教师的活动3 数据处理 1.分析加速度和力的关系 依据表格1，以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a－F关系图像，如图所示，由此得出结论。 2.分析加速度和质量的关系 依据表格2，以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量m或为横坐标作出a－m或a－关系图像，如图所示，据图像可以得出结论。 注意事项 1.打点前小车应靠近打点计时器且应先接通电源，后释放小车。 2.在补偿阻力时，不要悬挂槽码，但小车应连着纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡。 3.改变槽码的质量过程中，要始终保证槽码的质量远小于小车的质量。 4.作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的对称分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。 向学生展示一下其余计时仪器以及简单的概括这一类仪器测量原理学生的活动3 1．认识影响加速度的因素——力和质量。 2．通过实验测量加速度、力、质量，会作出加速度与力、加速度与质量的关系图象。 3．能根据图象得出加速度与力、质量的关系。 4．体会“控制变量法”对研究问题的意义。 5．知道平衡摩擦力的方法和判断摩擦力是否平衡的方法。 实验结论 (1)保持小车质量不变时，小车的加速度a与所受合力F成正比。 (2)在合力F不变时，小车的加速度a与其质量m成反比。 活动意图说明体验实验探究过程：明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论，可以初步认识数据处理时变换坐标轴的技巧，初步了解将“不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法；会对实验误差作初步分析。
7.板书设计
8.作业与拓展学习设计
9.教学反思与改进

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