《《實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《實(shí)驗(yàn)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路：充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，積極思考，提出方案，并運(yùn)用已有的物理知識(shí)去分析各種方案的探究思路及過程，真正地做到了學(xué)生是課堂的主體，思維是課堂的主線。 1、教學(xué)內(nèi)容：新人教版高中物理必修1、第四章第二節(jié) 2、教材分析： 牛頓第二定律主要研究物體的加速度a跟物體受的外力F及物體的質(zhì)量m三者之間的定量關(guān)系。在教學(xué)中，首先要讓學(xué)生了解本節(jié)要研究的問題（a跟F、m之間的定量關(guān)系）和方法（實(shí)驗(yàn)研究）。由于這是用實(shí)驗(yàn)研究一個(gè)物理量同時(shí)跟兩個(gè)物理量有關(guān)的多元問題，所以教師應(yīng)向?qū)W生說明實(shí)驗(yàn)研究的方法仍然是從簡單情況入手，如先保持物體質(zhì)量不變，研究物體的加速

2、度跟外力的關(guān)系，再保持外力相同，研究物體的加速度跟物體的質(zhì)量的關(guān)系，即采用控制變量的思想和方法加以研究，最后用數(shù)學(xué)的方法把實(shí)驗(yàn)得出的a跟F的關(guān)系及a跟m的關(guān)系綜合起來，推導(dǎo)出a跟F和m的關(guān)系。 3、重難點(diǎn)分析 （1）．牛頓第二定律是力學(xué)的重點(diǎn)，是牛頓三個(gè)定律的核心。本節(jié)課的重點(diǎn)是通過演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生歸納出加速度與力及質(zhì)量的關(guān)系，得出牛頓第二定律。為此，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)講清實(shí)驗(yàn)裝置原理，特別是利用控制變量的研究思想和方法。實(shí)驗(yàn)中，還要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力及處理觀測(cè)到的數(shù)據(jù)的能力，并使學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)的研究方法，以提高自身的科學(xué)素質(zhì)。 （2）．全面、深入地理解牛頓第二定律，掌握定律的規(guī)律及廣泛

3、應(yīng)用，是本節(jié)的難點(diǎn)。牛頓第二定律F＝ma中，F(xiàn)是指作用在物體上的合外力，m是物體質(zhì)量，a是物體的加速度。加速度的方向與力的方向相同，加速度的大小，由力與質(zhì)量的比值決定。式F＝ma是SI中的表達(dá)形式。有針對(duì)性的練習(xí)可以深化對(duì)牛頓第二定律的認(rèn)識(shí)。 4、學(xué)情分析： 知識(shí)上：已學(xué)習(xí)了加速度的概念和牛頓第一定律，知道力是產(chǎn)生加速度的原因 思維上：已具有了一定抽象思維能力和邏輯思維能力 實(shí)踐上：能通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作并得出數(shù)據(jù)，能進(jìn)行規(guī)律的分析，但實(shí)驗(yàn)的精確度可能稍差一些 5、設(shè)計(jì)理念： 研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)有各種做法，教材中的做法利用分組探究的方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的

4、動(dòng)手操作能力，思維邏輯能力，團(tuán)結(jié)協(xié)助等品質(zhì)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)采取邊講邊實(shí)驗(yàn)的辦法，以利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，能讓學(xué)生在實(shí)際中體現(xiàn)規(guī)律得出的過程與愉悅。讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。 6、教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能 （1）通過演示實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系； （2）會(huì)用準(zhǔn)確的文字?jǐn)⑹雠ｎD第二定律并掌握其數(shù)學(xué)表達(dá)式； （3）通過加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系，深刻理解力是產(chǎn)生加速度的原因這一規(guī)律； （4）認(rèn)識(shí)加速度方向與合外力方向間的矢量關(guān)系，認(rèn)識(shí)加速度與和外力間的瞬時(shí)

5、對(duì)應(yīng)關(guān)系； （5）能初步運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和牛頓第二定律的知識(shí)解決有關(guān)動(dòng)力學(xué)問題． 二、過程與方法 通過實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納總結(jié)的能力；通過實(shí)際問題的處理，培養(yǎng)良好的書面表達(dá)能力。 三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀 培養(yǎng)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)、有序的思維習(xí)慣．使學(xué)生知道物理中的一種研究問題的方法——控制變量法。 7、教學(xué)準(zhǔn)備：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)牛頓第二定律器材(木板、小車、細(xì)線、砝碼、天平、刻度尺等)。 提出目的和要求 復(fù)習(xí)：力是產(chǎn)生加速度的原因 提出問題 加速度大小與什么有關(guān)？有什么定量的關(guān)系 用實(shí)驗(yàn)的方法去探究關(guān)系 8、教學(xué)流程： 介紹實(shí)驗(yàn)方法和要測(cè)量的數(shù)據(jù)及如何進(jìn)

6、行探究 學(xué)生安照要求和方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究并得出初步結(jié)論 老師和學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析 通過共同探究得出牛頓第二定律，教師進(jìn)行分析，并用得出的結(jié)論解答幾個(gè)例題 師生共同小結(jié) （一）引入新課 由牛頓第一定律可知，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。而物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變是物體運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化，即加速度不為零。因而力又是產(chǎn)生加速度的原因，加速度與力有關(guān)。 由牛頓第一定律還可知：一切物體總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種性質(zhì)叫慣性。而質(zhì)量是物體慣性大小的量度，因而加速度跟質(zhì)量有關(guān)。 那么物體

7、運(yùn)動(dòng)的加速度跟物體質(zhì)量及受力之間存在什么樣的關(guān)系？我們通過實(shí)驗(yàn)來探求。 （二）教學(xué)過程設(shè)計(jì) 1．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) （1）啟發(fā)學(xué)生技如下思路得出實(shí)驗(yàn)方法：對(duì)于一個(gè)物體（使m不變），不受力時(shí)加速度為零→受力后加速度不為零→受力越大則加速度越大。 用同樣的力（使F不變）作用于不同物體→質(zhì)量小的易被拉動(dòng)→質(zhì)量越小加速度越大。 就是說，在研究三個(gè)變量的關(guān)系時(shí)，要使其中一個(gè)量不變，即控制變量的方法。 （2）啟發(fā)學(xué)生按如下思路得出實(shí)驗(yàn)原理：測(cè)定物體加速度的方法有多種，如利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、分析紙帶等，這些方法較精確但費(fèi)時(shí)→尋找一種用其它物理量直觀反應(yīng)加速度大小的辦法→由運(yùn)動(dòng)公式可知在

8、相同時(shí)間內(nèi)位移與加速度成正比。 我們的實(shí)驗(yàn)就是由兩個(gè)小車在相同時(shí)間內(nèi)的位移來反映加速度大小跟力和質(zhì)量的關(guān)系。 2．實(shí)驗(yàn)裝置 3．實(shí)驗(yàn)過程（并演示多媒體課件） （1）加速度跟力的關(guān)系（指導(dǎo)學(xué)生完成第一個(gè)實(shí)驗(yàn)） 使用兩個(gè)相同的小車，滿足質(zhì)量相同；在連小車的繩端分別掛一個(gè)鉤碼和兩個(gè)鉤碼，使F1=F2。將二小車?yán)镣黄瘘c(diǎn)處，記下位置。放手后經(jīng)一段時(shí)間使二小車同時(shí)停止，滿足時(shí)間t相同。讀出二小車的位移填入表1： 第一次 第二次 m/kg F/N s/m F/N s/m 小車1 0.2 0.2 0.3 小車2 0.2 0.1 0.1

9、 改變F重復(fù)實(shí)驗(yàn)，求出第一次=， ， 通過分析，在誤差允許的范圍內(nèi)，與近似相等 求出第二次=， ， 通過分析，在誤差允許的范圍內(nèi)，與也近似相等 參考數(shù)據(jù)是第一次，第二次是 學(xué)生通過這兩次自己親手實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可得，在誤差允許的范圍內(nèi)，F(xiàn) （2）加速度跟質(zhì)量的關(guān)系（指導(dǎo)學(xué)生完成第二個(gè)實(shí)驗(yàn)） 將小車1加上0.2kg砝碼，使m1=2m2；二小車前面繩端都掛一個(gè)鉤碼，使F1=F2。將二小車?yán)镣黄瘘c(diǎn)處放開經(jīng)一段時(shí)間使其同時(shí)停止，讀出各小車位移記入表2： 第一次 第二次 F/N m/kg s/m m/kg s

10、/m 小車1 0.1 0.4 0.6 小車2 0.1 0.2 0.4 求出第一次=， ， 通過分析，在誤差允許的范圍內(nèi)，與近似相等 求出第二次=， ， 通過分析，在誤差允許的范圍內(nèi)，與也近似相等 這說明在F一定的情況下，a與m的關(guān)系是 參考數(shù)據(jù)是第一次，第二次是 小結(jié)時(shí)提出問題： （1）.采用何種科研方法？ （2）.實(shí)驗(yàn)中要觀察什么現(xiàn)象？記錄哪些數(shù)據(jù)？ （3）.根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出什么結(jié)論？ 4．定律導(dǎo)出 （1）由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果：F，可得出物體的加速度跟作用力成正比，跟

11、物體的質(zhì)量成反比，即牛頓第二定律的基本關(guān)系。寫成數(shù)學(xué)表達(dá)式為或Fma （2）上式可寫為等式F＝kma，式中k為比例常數(shù)。如果公式中的物理量選擇合適的單位，就可以使k=1，則公式更為簡單。 在國際單位制中，力的單位是牛頓。牛頓這個(gè)單位就是根據(jù)牛頓第二定律來定義的：使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力為1N，即1N=1kg·m/s2。 可見，如果都用國際單位制中的單位，就可以使k=1，那么公式則簡化為F＝ma，這就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)公式。 （3）當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，牛頓第二定律也是正確的，不過這時(shí)F代表的是物體所受外力的合力。牛頓第二定律更一般的表述是： 物體的加速度跟

12、所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。 數(shù)學(xué)公式是：。 5．定律的理解 （1）定律中各物理量的意義及關(guān)系 是物體（研究對(duì)象）所受的合外力，m是研究對(duì)象的質(zhì)量，如果研究對(duì)象是幾個(gè)物體，則m為幾個(gè)物體的質(zhì)量和。a為研究對(duì)象在合力作用下產(chǎn)生的加速度；a與的方向一致。 （2）定律的物理意義 從定律可看到：一物體所受合外力恒定時(shí)，加速度也恒定不變，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；合外力隨時(shí)間改變時(shí)，加速度也隨時(shí)間改變；合外力為零時(shí)，加速度也為零，物體就處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 6．鞏固練習(xí) （1）從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？?/p>

13、是我們用力提一個(gè)很重的物體時(shí)卻提不動(dòng)它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？ （2）下面哪些說法不對(duì)？為什么？ A．物體所受合外力越大，加速度越大。 B 物體所受合外力越大，速度越大。 C．物體在外力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合外力逐漸減小時(shí)，物體的速度逐漸減小。 D．物體的加速度大小不變一定受恒力作用。 7.板書設(shè)計(jì) 9、教學(xué)反思： 本節(jié)課采用的是邊實(shí)驗(yàn)邊總結(jié)得出規(guī)律的教學(xué)思想，因而對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作的成功率提出了一定的要求，有的學(xué)生在操作過程中對(duì)運(yùn)動(dòng)能否同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束的把握控制的不夠好，還有些同學(xué)在測(cè)量時(shí)誤差大了一點(diǎn)，這對(duì)規(guī)律的正確得出有一定的影響，這就要求在上課前，學(xué)生要做好充分的預(yù)習(xí)和預(yù)演，不至于在上課的時(shí)候出現(xiàn)問題不知該怎么解決。另外，由于本節(jié)在實(shí)驗(yàn)室完成，課堂節(jié)奏，課堂紀(jì)律要掌握好。