资源简介

《牛顿第二定律--实验探究：加速度与力、加速度的关系》教学设计
教材分析：本节选自鲁科版必修一第五章第二节，是一节实验探究课。本节通过实验探究加速度与力、质量的关系，为下一节牛顿第二定律的学习奠定基础。教材先从日常生活中常见的推车情景，提出探究问题，在进一步通过实验探究加速度与力、质量的关系。
教学目标：
【物理观念】能用图像分析实验数据并得出实验结论；会分析导致实验误差的原因，提出减小实验误差的措施。
【科学思维】理解探究加速度与力、质量的关系的科学探究方案，有控制变量的意识。
【科学探究】能完成“探究加速度与力、物理质量的关系”实验；能设计实验方案，有控制变量的意识；能根据数据形成结论，会分析导致误差的原因。
【科学态度与责任】在实验的设计和实施中，增强学生的沟通交流能力和实验操作能力；培养学生实事求是、科学求真的物理态度。
学习者分析：
1 学生具备的学科知识分析
本节课的教学对象是高中一年级的学生，学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念，完成了牛顿第一定律的学习。学生初步掌握物体的运动规律，初步了解物体间的相互作用，能分析物体的受力情况，知道力是改变物体运动状态的原因、质量是惯性大小的量度，意识到运动和力存在着某种重要的关系。
2 学生具备的学科能力分析
高一学生已具有一定观察实验、分析解决问题的逻辑思维能力，能运用运动学实验探究运动性质，熟悉实验研究的控制变量法和比较法，能熟练的使用计算机及一些相关的软件。学生已经具备一定的数据处理及数据分析的能力，熟悉列表法和图像法处理实验数据。
学生对于探究实验的体验分析
3 学生已经会用打点计时器测加速度；会用天平测质量。而且学生对未知新事物有较强的探究欲望，因此，在教学过程中，通过创设物理情境，以观察生活现象和实验探究为基础，逐步引导学生深刻理解加速度和力、质量的关系，实现知识的意义建构是可行的。
教学重难点分析及解决措施：
【教学重点】理解实验原理及设计；能根据实验方案完成实验，记录和分析实验数据得出结论
【教学难点】
1、根据探究方案完成实验，运用图像分析实验数据并得出实验结论
2、分析导致实验误差的原因。
教学设计
教学环节 起止时间（’”- ’”） 环节目标 教学内容 学生活动 媒体作用及分析
复习引入 0’00”-5’00” 引导学生自己发现几个物理量的联系，进而提出猜想，激发学生的学习兴趣 回顾牛顿第一定律的内容以及“加速度”、“质量”、“力”三个概念的物理意义.教师归纳分析：a 、F 、m 提出质疑：三者是不是有某种关系呢？结合生活实例得到：物体的质量一定时，受力越大，它获得的加速度越大；物体受力一定时，它的质量越小，加速度越大。 回顾牛顿第一定律。学生思考：三者的物理意义有联系，可能会有某种关系。 利用物理量关键词的渐入，引导学生得到几个物理量的关系
确定方法 5’00”-6’00” 根据三个物理量的特点以及学生掌握的方法，确定本课内容使用的方法和实验的探究思路 从复习巩固以及结合生活实例，说明加速度与物体质量和受力都有关系，要想探究三个物理量之间的关系，用什么方法实验的探究思路应该分为几方面呢？教师归纳总结实验的探究思路确定为两个方面：一是保证质量不变，探究加速度与外力的关系；二是保证外力不变，探究加速度与质量的关系。 根据已知条件，学生简单讨论：探究这三个物理量之间的关系需要那几个方面 明确实验方法-控制变量法
提出方案 6’00”-15’30” 根据实验要测得的物理量选择可行的实验方案 提出问题让学生讨论思考：1我们需要测量哪些物理量？2测量这些物理量又需要使用哪些物理仪器引导学生提出如下方案：方案一：M：天平F：钩码的重力代替小车受到的恒力a: 打点计时器、纸带、Δx=aT2方案一的困难：求加速度：求解加速度复杂方案二·：M：天平F：钩码的重力代替小车受到的恒力a: 在excel表格中输入逐差法公式，计算得到a 学生分组讨论，小组代表阐述本组结论。 利用表格的遮罩引导学生讨论实验步骤和器材，体现学生的主体性
实验验证 20’30”-38’00” 使用方案二采集数据，实验验证。通过得到的数据填入表格拟合曲线，找到物理量之间的关系。应用总结出的规律分析问题。 应用实验方案二，学生小组实验探究，记录实验数据（1）保持小车质量不变，改变拉力，测出不同拉力F作用下小车的加速度a。为了更直观地分析判断加速度a与物体受力F间的数量关系，你认为采用什么分析方法较好？（图象法，作a-F图象）作出a——F图象结论一：m不变，a与F成正比（2）保持拉力不变，改变小车质量，测出不同质量时小车的加速度a。作出a——m图象，猜想物体的加速度a与其质量m之间的关系（在相同力的作用下，质量m越大，加速度a越小，可能是“a与m成反比”，但也可能是“a与m2成反比”，甚至更复杂的关系）对a与m关系的探究，有一个技巧，找的是a与1／m的关系，这样做的优势是什么？（如果画a-m图象，得出曲线，由于实验误差，拟合曲线时，我们不能保证图象一定是双曲线，故画成a-1／m图象更能直观地判断a与m成反比）转作出a——1/m结论二：F不变，a与m成反比 研究实验操作步骤，讨论注意事项，提出数据处理方法，辅助老师完善方案设计，完成实验探究，仔细观察实验过程。 利用excel数据处理处理数据，减少冗余的计算时间，得到更合理的线性关系。利用移动授课拍摄学生的实验数据，更直观。
验证结论 38’00”-42’00” 验证猜想 结论：加速度和力成正比和质量成反比验证了刚开始的猜想，三个物理量之间的定量关系 通过数据处理得到结论验证猜想 利用数据处理方式引导得到牛二定律
误差分析及课下思考 42：00-45：00 引导学生提出不同的实验方法，提高课下阅读的能力 1、不直接测小车加速度能否找到几个物理量之间的关系？2、实验在操作时应注意砝码质量要远小于小车质量，为什么要这样做？3、分析这三个图出现的原因 逐步展示题目，并利用显现方式引导学生思考
教学流程图
a、F、m的关系如何
确定方法
复习引入
控制变量法
Excel表格处理数据
实验验证
提出方案
a与F成正比，a与m成反比
误差分析及课下思考
验证结论

展开更多......

收起↑