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1、《實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計 設(shè)計思路：充分調(diào)動學(xué)生的思維，積極思考，提出方案，并運用已有的物理知識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（實驗研究）。由于這是用實驗研究一個物理量同時跟兩個物理量有關(guān)的多元問題，所以教師應(yīng)向?qū)W生說明實驗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)的方法把實驗得出的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、重難點分析 （1）．牛頓第二定律是力學(xué)的重點，是牛頓三個定律的核心。本節(jié)課的重點是通過演示實驗，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，實驗中應(yīng)講清實驗裝置原理，特別是利用控制變量的研究思想和方法。實驗中，還要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力及處理觀測到的數(shù)據(jù)的能力，并使學(xué)生體會到物理學(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。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。有針對性的練習(xí)可以深化對牛頓第二定律的認(rèn)識。 4、學(xué)情分析： 知識上：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 實踐上：能通過對實驗的操作并得出數(shù)據(jù)，能進(jìn)行規(guī)律的分析，但實驗的精確度可能稍差一些 5、設(shè)計理念： 研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗有各種做法，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、動手操作能力，思維邏輯能力，團(tuán)結(jié)協(xié)助等品質(zhì)。這個實驗采取邊講邊實驗的辦法，以利于調(diào)動學(xué)生的積極性，能讓學(xué)生在實際中體現(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、勇于實驗、勤于思考，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識與技能，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、知識與技能 （1）通過演示實驗認(rèn)識加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系； （2）會用準(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)識加速度方向與合外力方向間的矢量關(guān)系，認(rèn)識加速度與和外力間的瞬時

5、對應(yīng)關(guān)系； （5）能初步運用運動學(xué)和牛頓第二定律的知識解決有關(guān)動力學(xué)問題． 二、過程與方法 通過實驗及數(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)生分組實驗牛頓第二定律器材(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 用實驗的方法去探究關(guān)系 8、教學(xué)流程： 介紹實驗方法和要測量的數(shù)據(jù)及如何進(jìn)

6、行探究 學(xué)生安照要求和方法進(jìn)行實驗探究并得出初步結(jié)論 老師和學(xué)生對實驗結(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，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。而物體運動狀態(tài)的改變是物體運動速度發(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動狀態(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、運動的加速度跟物體質(zhì)量及受力之間存在什么樣的關(guān)系？我們通過實驗來探求。 （二）教學(xué)過程設(shè)計 1．實驗設(shè)計 （1）啟發(fā)學(xué)生技如下思路得出實驗方法：對于一個物體（使m不變），不受力時加速度為零→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→質(zhì)量越小加速度越大。 就是說，在研究三個變量的關(guān)系時，要使其中一個量不變，即控制變量的方法。 （2）啟發(fā)學(xué)生按如下思路得出實驗原理：測定物體加速度的方法有多種，如利用打點計時器、分析紙帶等，這些方法較精確但費時→尋找一種用其它物理量直觀反應(yīng)加速度大小的辦法→由運動公式可知在

8、相同時間內(nèi)位移與加速度成正比。 我們的實驗就是由兩個小車在相同時間內(nèi)的位移來反映加速度大小跟力和質(zhì)量的關(guān)系。 2．實驗裝置 3．實驗過程（并演示多媒體課件） （1）加速度跟力的關(guān)系（指導(dǎo)學(xué)生完成第一個實驗） 使用兩個相同的小車，滿足質(zhì)量相同；在連小車的繩端分別掛一個鉤碼和兩個鉤碼，使F1=F2。將二小車?yán)镣黄瘘c處，記下位置。放手后經(jīng)一段時間使二小車同時停止，滿足時間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)實驗，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驗得出的數(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)生完成第二個實驗） 將小車1加上0.2kg砝碼，使m1=2m2；二小車前面繩端都掛一個鉤碼，使F1=F2。將二小車?yán)镣黄瘘c處放開經(jīng)一段時間使其同時停止，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)時提出問題： （1）.采用何種科研方法？ （2）.實驗中要觀察什么現(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）由上述實驗結(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)物體受到幾個力的作用時，牛頓第二定律也是正確的，不過這時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（研究對象）所受的合外力，m是研究對象的質(zhì)量，如果研究對象是幾個物體，則m為幾個物體的質(zhì)量和。a為研究對象在合力作用下產(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，加速度也恒定不變，物體做勻變速直線運動；合外力隨時間改變時，加速度也隨時間改變；合外力為零時，加速度也為零，物體就處于靜止或勻速直線運動狀態(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、是我們用力提一個很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？ （2）下面哪些說法不對？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動，當(dāng)合外力逐漸減小時，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 9、教學(xué)反思： 本節(jié)課采用的是邊實驗邊總結(jié)得出規(guī)律的教學(xué)思想，因而對實驗的操作的成功率提出了一定的要求，有的學(xué)生在操作過程中對運動能否同時開始，同時結(jié)束的把握控制的不夠好，還有些同學(xué)在測量時誤差大了一點，這對規(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，不至于在上課的時候出現(xiàn)問題不知該怎么解決。另外，由于本節(jié)在實驗室完成，課堂節(jié)奏，課堂紀(jì)律要掌握好。