实验探究加速度与力质量的关系教学设计.docx
《实验探究加速度与力质量的关系教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验探究加速度与力质量的关系教学设计.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实验探究加速度与力质量的关系教学设计
实验：
探究加速度与力、质量的关系教学设计
4.2 实验：
探究加速度与力、质量的关系教学设计
教材分析：
《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1“中涉及到本节内容：
”通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。
“本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。
本节内容是新人教必修一第四章第二节内容，是学生上高中以来接触到的第二个探究性实验，和前一个一样，本实验只给出了实验的基本思路，而没有给出确定的实验方案，实验方案和器材的选用都由学生自己设计。
不过作为提示，书中提醒学生注意两个方面的问题，还给出了一个”参考案例“，这个案例是采用常见仪器设计的实验，具有普遍意义和具体指导作用。
本节课，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的重现，现在改为探究性实验，注重的是问题的提出与研究，体现了新课标注重培养学生的探究能力、动手能力、观察和总结能力的特点。
三维目标：
（一）知识与技能
1、学会通过实验探究物体加速度与力、质量的关系
2、在实验中掌握打点计时器的用法
3、对自己的实验结果进行归纳分析
（二）过程与方法
1、根据所学知识及日常经验初步分析a、F、m三个物理量间的关系（定性分析）。
2、采用控制变量的方法，通过实验对a、F、m三个物理量间的数量关系进行定量研究；
3、运用列表法及图象法处理数据；根据实验数据，归纳、推理实验结论（定量分析）。
（三）情感态度与价值观
1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神
2、学会与他人合作、交流，具有团队意识和团队精神。
教学重点
1．控制变量法的使用．
2．如何提出实验方案并使实验方案合理可行．
3.
实验数据的分析与处理．
教学难点
1．如何提出实验方案并使实验方案合理可行．
2．实验数据的分析与处理．
教学方法
探究法、讲授法、讨论法、练习法
教具
多媒体课件，玩具汽车，小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平
教学过程
复习上节课所讲的内容及作业布置的检测
（1）请部分同学回忆上节课牛顿第一定律的内容。
（2）检查学生预习的效果及导学案完成的情况。
新课引入：
创设情景、展示目标
学生活动：
请班上两同学到讲台上推桌子，让同学们仔细观察回答问题，如下情景：
让学生猜想：
当质量m相同时，用大小不同的力
、
，当
时，此时m物块速度变化快（即加速度比较大）的是哪个力作用？
当外力F相同时，作用在不同的物体
，当
时，此时两物块
速度变化快（即加速度比较大）的是那个物体？
分组讨论
让学生分组讨论三分钟，提出自己的猜想。
大概可以分为两种：
1、
作用在m物块时，加速度比较小，
作用在m物块时，加速度比较大。
2、F作用在
物块时，加速度比较小，F作用在
物块时，加速度比较大。
新课内容
一、实验目的
1．学会用控制变量法研究物理规律．
2．探究加速度与力、质量的关系．
3．掌握利用图象处理数据的方法．
二、实验原理
1．探究方法——控制变量法
（1）控制小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系．
（2）控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车的质量M，讨论加速度a与M的关系．
2．要测量的物理量
（1）小车与其上砝码的总质量M——用天平测出．
（2）小车受的拉力F——用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m，由F＝mg算出．
（3）小车的加速度a——通过打点计时器打出的纸带测算出．
3．测量加速度的方案
（1）应用纸带测加速度
在运动物体上安装一条连接打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度．前面所述的实验方案就是利用这种方法求取加速度的．它是根据在匀变速直线运动中，连续相等的时间T内的位移之差Δx＝aT2求出加速度．
（2）应用匀变速运动规律求加速度
如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，那么，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，然后由a＝
算出．
（3）应用加速度与位移成正比
由于a＝
，如果测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移为x1、x2，则位移之比就是加速度之比，即：
＝
.
三、实验器材
打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、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．
四、实验步骤
1．用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来．
2．按图4 2 1将实验器材安装好（小车上不系绳）．
图4 2 1
3．平衡摩擦力，在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止（纸带上相邻点间距相等）．
4．将重物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重物的重力m0g.
5．保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力m1g、m2g、…以及计算出相应纸带的加速度填入表格1.
表格1 物体的质量一定，加速度与受力的关系
实验次数
加速度a/（m·s－2）
小车受力F/N
1
2
3
4
5
6.保持托盘中所放重物的质量不变，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6，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2.
表格2 物体受到的外力一定，加速度与质量的关系
实验次数
加速度a/（m·s－2）
小车与砝码总质量M/kg
小车与砝码总质量的倒数
/kg－1
1
2
3
4
5
五、数据处理
1．计算法
测得加速度或加速度之比（等于位移之比）后，通过计算看看是否满足
＝
、
＝
.
2．图象法
（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aF关系图象，如图4 2 2所示，由此得出结论．
图4 22
（2）分析加速度和质量的关系
板书设计
1.实验方法：
控制变量法：
测量物体加速度a
提供并测量物体所受的恒力F
2.图像法处理实验数据技巧:
化曲为直
m一定F一定
4.2实验：
探究加速度与力、质量的关系
教学设计
程莉
晋中市经纬中学校
2017.11.16
升级会员 