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2022年高中物理《影響加速度的因素》教案3 粵教版必修1

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1、2022年高中物理《影響加速度的因素》教案3 粵教版必修1 教學(xué)目標(biāo): 知識與技能 1.理解物體運動狀態(tài)的變化快慢,即加速度大小與力有關(guān),也與質(zhì)量有關(guān). 2.通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系. 3.培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力. 過程與方法 1.指導(dǎo)學(xué)生半定量的探究加速度和力、物體質(zhì)量的關(guān)系,知道用控制變量法進(jìn)行實驗. 2.學(xué)生自己設(shè)計實驗,自己根據(jù)自己的實驗設(shè)計進(jìn)行實驗. 3.對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,看一下實驗結(jié)果能驗證什么問題, 情感態(tài)度與價值觀 1.通過探究實驗,培養(yǎng)實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度. 2.通過實驗探

2、究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神. 3.培養(yǎng)與人合作的團隊精神. 教學(xué)重點、難點: 教學(xué)重點 1.控制變量法的使用. 2.如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行. 3.實驗數(shù)據(jù)的分析與處理. 教學(xué)難點 1.如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行. 2.實驗數(shù)據(jù)的分析與處理. 教學(xué)方法: 探究、講授、討論、練習(xí) 教學(xué)手段: 教具準(zhǔn)備 多媒體課件,小軋一端帶滑輪長木板、帶小鉤或小盤的細(xì)線兩條;鉤碼(規(guī)格:10 g\20 g,用作牽引小車的力);砝碼(規(guī)格:50e\100 g\200g,用來改變小車的質(zhì)量);刻度尺

3、;文件夾;粗線繩(用來牽引小車).打點計時器、學(xué)生電源、紙帶、氣墊導(dǎo)軌、微機輔助實驗系統(tǒng)一套. 課時安排: 新授課(1課時) 教學(xué)過程: [新課導(dǎo)入] 利用多媒體投影圖4—2—1; 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? 師:請組1的代表回答一下你們討論的結(jié)果. 組1生:當(dāng)物體質(zhì)量一定時,物體的加速度應(yīng)該隨著力的增大而增大. 師:請組2的代表回答你們組討論的問題, 組2生:當(dāng)力大小相同時,物體質(zhì)量越大,運動狀態(tài)越難以改變,所以質(zhì)量越大,加速度越?。? 師:物體運動狀態(tài)改變快慢

4、取決于哪些因素?定性關(guān)系如何? 生l:應(yīng)該與物體的質(zhì)量和物體所受的力有關(guān)系.力越大,加速度越大;質(zhì)量越大,加速度越?。? 生2:這里指的力應(yīng)該是物體所受的合力,以上圖為例,物體所受的重力和支持力相等,不參與加速度的提供. 師:剛才進(jìn)行多媒體演示時一次是固定力不變,一次是固定質(zhì)量不變,這樣做有什么好處呢? 生:方便我們的研究. 師:這是研究多個變量之間關(guān)系的非常好的方法,我們把它稱作控制變量法.我們以前在什么地方學(xué)到過這種方法? 生1:在初中我們在探究物體的密度與質(zhì)量、體積之間的關(guān)系時 生2:在研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時. 師:好,我們這節(jié)課就用這種方法進(jìn)行

5、探究加速度和力、質(zhì)量之間的關(guān)系. [新課教學(xué)] 一、加速度與力的關(guān)系 師:設(shè)計一個實驗,保持物體的質(zhì)量不變,測量物體在各個不同的力的作用下的加速度,分析加速度與力的關(guān)系.大家分組討論并且每組設(shè)計一個實驗方案,并說明實驗的原理. 分組討論 組l生1:我們是根據(jù)課本上的參考案例設(shè)計實驗的(在投影儀上展示實驗裝置如圖4—2—2). 組1生2:我們設(shè)計實驗的實驗原理如下;因·為兩個小車的初速度都為零,拉力大小不同,但對每個小車來說保持不變,所以小車應(yīng)該做勻加速直線運動.根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動的位移公式x=at2/2可知,加速度和位移成正比,只要測量位移就可以得到加速度與受力

6、之間的關(guān)系,力的大小可以根據(jù)盤中的砝碼求出來. 師:下面請組2的代表發(fā)言. 組2生1:我們設(shè)計的方法和組1的差不多,我們是用了一輛小車,小車后面連接一紙帶,用打點計時器記錄小車的運動情況,根據(jù)所打的點計算小車的加速度,然后再看所受的力和加速度的關(guān)系. 組2生2:為了消除摩擦力的影響,我們在木板下面墊了一個小木塊,當(dāng)小車沒有拉力時讓它在木板上勻速運動. 師:這個同學(xué)的想法很好,這樣小車受到的繩子的拉力就等于小車受到的合力,下面請組3的同學(xué)代表發(fā)言. 組3生1:前面兩組的同學(xué)設(shè)計實驗時都是物體的初速度為零,我們可以利用氣墊導(dǎo)軌設(shè)計一個更為一般的方法,讓導(dǎo)軌傾斜不同的角度,滑塊所受的力就是

7、重力的分力,讓滑塊滑過軌道中間的兩個光電門,記錄經(jīng)過光電門的速度和兩個光電門的距離,根據(jù)公式x=(v2-v02)/2a可以求出加速度的大小,從而可以得到加速度和力的關(guān)系. 師:好的,在進(jìn)行實驗之前還應(yīng)該先設(shè)計自己的實驗表格來記錄一下自己的實驗數(shù)據(jù).那么你是怎樣設(shè)計表格使你的實驗數(shù)據(jù)得以記錄的呢? 生1:水平面長木板與小車,車后用繩控制小車運動,兩車質(zhì)量相同.表格設(shè)計如下: 參考表格 小車l 小車2 次數(shù) 拉車砝碼(s) 位移x1/cm 拉車砝碼(s) 位移x2/cm 1 2

8、 3 4 5 生 2:用一輛小車,測量加速度 次數(shù) 拉車砝碼(g) 加速度a1 拉車砝碼(e) 加速度a2 1 2 3 4 5 師:好,現(xiàn)在大家就根據(jù)自己設(shè)計的方案進(jìn)行實驗,把數(shù)據(jù)填人設(shè)計的表格內(nèi). 學(xué)生進(jìn)行實驗,老師巡回指導(dǎo),幫助實力較弱的小組完成實驗 師:現(xiàn)在請各小組簡要進(jìn)行一下實驗報告. 組1生1:我們根據(jù)課本上的參考案例進(jìn)

9、行了實驗,因為已知小車的加速度和位移成正比,通過驗證位移和受力之間的關(guān)系,即可得出加速度和受力的關(guān)系. 師:實驗數(shù)據(jù)是怎樣進(jìn)行處理的呢? 組1生2:我用的是位移和對應(yīng)力的比值. 組1生3:通過我們的討論,我們發(fā)現(xiàn)用作圖的方法能更好地表示位移(即加速度)和力的關(guān)系.關(guān)系圖表如圖4—2—3所示;可得在研究物體質(zhì)量不變的情況下,物體的加速度與物體所受的外力成正比. 組2生:我們通過處理小車后面的紙帶,計算出小車的加速度,通過作圖驗證了小車的加速度和物體所受的合力成正比.組3生:我們用氣墊導(dǎo)軌作出的加速度和所受力的關(guān)系圖象,實驗結(jié)論是圖象非常接近一條過原點的直線. 師:大家做得都非常好

10、,那么你們在實驗中遇到的困難是什么呢?能不能想出辦法來克服? 組1生:當(dāng)拉小車的砝碼的質(zhì)量較大時,繩子容易打滑,從而影響了位移的測量.我們用松香涂抹在繩子上,效果不錯. 組2生:我們在做實驗時發(fā)現(xiàn)了這樣一個問題,即當(dāng)砝碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量差不多時,a—F圖象不能再是一條直線,而是發(fā)生了彎曲. 師:這組同學(xué)的問題非常好,實際上砝碼和盤的重力并不嚴(yán)格等于小車受到的拉力,簡單證明如下:設(shè)砝碼及盤的質(zhì)量為m,小車的質(zhì)量為M,則分別對它們進(jìn)行受力分析,對小車,受拉力和摩擦力,對砝碼和盤,受重力和拉力,那么它們之間的關(guān)系是什么呢?如果相等,根據(jù)物體受合力為零則物體做勻速運動,而實際上砝碼及盤實際的運

11、動應(yīng)該是做加速運動,所以說重力和拉力并不相等,而是應(yīng)該重力大于拉力,而我們在實驗中認(rèn)為二者相等,所以實驗的誤差有一部分來源于此.控制的方法就是盡可能地使砝碼和盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼的質(zhì)量,具體的分析方法我們將在下一節(jié)學(xué)到. 組3生:雖然用氣墊導(dǎo)軌做實驗結(jié)果比較精確,但實驗數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜. 師:我們可以用計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,使數(shù)據(jù)處理變得簡單化,大家在課下討論一下看如何用數(shù)據(jù)處理軟件處理實驗中得到的數(shù)據(jù). 師:以上我們是通過控制物體的質(zhì)量不變來探究物體的加速度與物體所受力之間的關(guān)系,下面同學(xué)們繼續(xù)做實驗,通過控制物體所受的力不變來探究物體的加速度和質(zhì)量的關(guān)系. 二、加速度與質(zhì)量的關(guān)

12、系 學(xué)生進(jìn)行實驗,老師巡回指導(dǎo),幫助實力較弱的小組實現(xiàn)實驗 由于和以上的實驗方法非常類似,所以可以直接讓學(xué)生得出結(jié)論. 師:大家得出的結(jié)論是什么? 生:物體加速度在物體受力不變時,和物體的質(zhì)量成反比. 師:這時候我們應(yīng)該怎樣通過圖象來驗證問題呢? 生:我們?nèi)绻鱝—M圖象則圖象是曲線,我們可以作a—1/M圖象來解決這個問題,物體的加速度和質(zhì)量成反比,所以a—1/M圖象應(yīng)該是一條過原點的直線. 三、由實驗結(jié)果得出的結(jié)論 師:通過大家的實驗,排除誤差的影響,大家討論總結(jié)一下加速度和物體所受的力以及物體質(zhì)量之間的關(guān)系. [分組討論] 生1:我們可以得出這樣的結(jié)論:物體的加速度和

13、物體所受的力成正比,和物體的質(zhì)量成反比. 生2:應(yīng)該是和物體所受的合力成正比. 生3:我想力是矢量,加速度也是矢量,加速度的方向應(yīng)該和物體所受力的方向相同. 師:(總結(jié))大家的發(fā)言非常好,那么我們得出的結(jié)論是不是一個定理性的結(jié)論呢?僅靠少量的實驗是不行的,應(yīng)該通過更為精確的實驗和更多次的實驗進(jìn)行證明,不過我們大家在現(xiàn)有水平下能夠得出這個結(jié)論是非常了不起的,這是我們下節(jié)課要學(xué)的牛頓第二定律的內(nèi)容. [課堂訓(xùn)練] 在水平路面上,一個大人推一輛重車,一個小孩推一輛輕車,各自做勻加速運動(阻力不計).甲、乙兩同學(xué)在一起議論,甲同學(xué)說:大人推力大,小孩推力小,因此重車的加速度大.乙同學(xué)說,重車

14、質(zhì)量大,輕車質(zhì)量小,因此輕車的加速度大.你認(rèn)為他們的說法是否正確?請簡述理由. 答:甲、乙兩同學(xué)的結(jié)論和理由都不全面和充分,物體的加速度決定于物體所受的合外力和物體的質(zhì)量.大人的推力雖然大,但車的質(zhì)量也大,因此重車的加速度也不一定就大.小車的質(zhì)量小,但是小孩的推力也小,因而輕車的加速度也不一定大.判斷誰的加速度大,必須看各自的質(zhì)量和合外力. [小結(jié)] 本節(jié)我們學(xué)習(xí)了: 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)計實驗的方法. 3.物體的質(zhì)量一定時,合外力越大,物體的加速度也越大;合外力一定時,物體的質(zhì)量越大,其加速度越小,且合外力的方向與加速度的方向始終一致. 4.實驗數(shù)據(jù)的處理方法。 作業(yè): 1.完成實驗報告. 2.設(shè)計一種方案,測量自行車啟動時的平均加速度 與加速度有關(guān)的因素 1.物體受的合外力 2.物體的質(zhì)量 實驗方法 控制變量法 實驗過程與結(jié)論 物體的質(zhì)量一定時,合外力越大,物體的加速度也越大 合外力一定時,物體的質(zhì)量越大,其加速度越小 板書設(shè)計:

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