新粤教版高中物理必修1《测物体运动加速度》获奖教案doc.docx
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新粤教版高中物理必修1《测物体运动加速度》获奖教案doc
本教学设计曾于2004年底荣获广东省新课程高中物理教学设计评比一等奖
测物体运动加速度（活动课）
深圳市翠园中学王枝萍
一、设计思想
新课程强调转变学生的学习方式，倡导自主学习、合作学习、探究学习；反对将学生处于被动的应付、机械训练、死记硬背、简单重复之中；新课程倡导让物理贴近学生的生活、联系社会实际。
怎样落实这些理念呢？
在课堂上虽然教师已经完成了加速度概念的教学，但是，学生对于这一概念的理解并不是可以一次性到位的，怎样帮助对概念有更深入的理解和认识？
对建立物理概念的过程和方法有更深刻的体会？
基于这一想法，本人以加速度的相关知识为载体，引导学生用自己的眼光去发现周边许多的运动物体都具有加速度，并小组合作设计实验去测量这些加速度。
经过一个多月的实验与实践，学生在参与的过程中，理解了加速度的概念及相关规律，体会了物理学的研究方法。
二、课标要求
1．经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。
（用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动）
2．通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程的作用。
3．参与一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。
4．有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
三、教学目标
1．知识与技能
（1）学习选定生活中的运动物体作为研究对象，确定实验原理，设计实验方案，选择合适的器材和科学合理的实验步骤。
（2）熟悉并正确使用各自的实验器材。
（3）通过学生自行设计实验，操作实验的过程，为高考创新实验奠定基础。
2．过程与方法
（1）经历对实验原理的确定过程。
（2）经历测量加速度的实验过程，经历修改实验方案、解决实际问题的过程。
（3）经历完成实验报告的过程。
（4）展示学生写出的完整实验报告，进行交流和评估。
3．情感态度和价值观
（1）提高学生学习物理的兴趣，培养学生事实求是的科学态度。
（2）实验中的情景生活的各个方面，培养学生的发散思维，创新意识。
（3）养成交流和合作的良好习惯，发扬学生协作互助的精神。
四、教学流程图
五、教学过程简述
当在课堂上完成加速度概念的教学之后，布置任务：
在业余时间观察观察身边的运动物体，思考怎么测量其加速度大小？
各同学自由组合，拿出实验方案进行交流。
随着物理课程的不断深入，涉及加速度的物理规律不断出现，每一个规律的出现都可能成为测量加速度大小的方法，要求各个小组制定实验计划、确定各自研究对象、选定测量方法并实施测量，如果不成功，则分析原因寻找解决问题的方法，尽可能的直到解决问题。
整个研究的过程在时间跨度上达到一个半月左右，在研究的后期，学生将各自的研究成果做成演示文稿课件，进行汇报交流。
在学生的研究过程中，他们随时得到教师的帮助和指导。
总结起来，学生测量加速度大小的方法无非两种：
运动学方法和动力学方法，但是学生选择的情景却各不相同。
六、感受与体会
1．实验过程中体现了学生的学习自主性。
自行选定生活中物理情景，自主确定实验原理，自己完成实验，学生从理论到实践理解掌握了运动学的两个基本公式和牛顿第二定律。
2．实验过程中体现了探究精神的培养。
实验的手段从用传统的、自制的器材粗糙地测量物体的加速度，到用现代化的电脑、传感器、数码相机等测量物体加速度，锻炼了同学们的实践能力和动手能力。
3．实验过程中体现了合作精神。
各小组互相提出宝贵意见，优化实验方案，仪器上能做到互通有无。
4．教学效果是显著的。
实验完成后，再过一个多月，对全班进行了一次针对性测验，内容是必修1关于运动学两个基本公式和动力学牛顿第二定律。
考试的结果是参与实验小组的学生的成绩平均分为89.9分,没有参与实验的学生的成绩为70.8分。
事实证明实验小组的学生很好地掌握了必修1课本的知识。
七、学生实验成果展示
1．部分小组的研究方法
实验
小组
实验名称
实验原理
实验器材
1
测汽车运动加速度
a=
θ
汽车，自制量角器木板，频闪照相机。
实验
小组
实验名称
实验原理
实验器材
2
测水中运动小球加速度
测运动员跑步的加速度
改装乒乓球两个，水槽，量筒，米尺，秒表。
3
测匀变速物体的加速度
气垫导轨，刻度尺。
4
测电梯的加速度
砝码，秤。
5
测斜面上小车的加速度
，
超声波测物体的位置，
牛顿第二定律。
长木板
小车，光电门，
位置传感器，
加速度传感器。
2．附学生实验报告
第一组：
小汽车加速度测量
实验成员：
卢明曦、罗明皓、徐健威、苏楚腾
实验目的：
测量汽车在匀加速时的加速度
实验原理：
当汽车开始加速时。
车内的物体也会有一个和汽车加速度大小、方向相同的加速度。
而物体有加速度，说明物体受到合力不为零。
从而可以通过测这个力，进而算出车的加速度。
最后我们发现只要测出单摆的角度就可由公式a=g•tanθ
实验步骤：
1．把木板竖直固定在车上，让系着小球的细线与木板的竖直线重合。
2．启动汽车，并让汽车在固定档位做匀加速直线运动。
3．仔细观察小球的倾斜角度，并在小球长时间停留的位置做上记号,读出θ。
4．通过表达式gtanθ，算出加速度大小。
实验器材：
小球细绳自制带量角器的木板小汽车
实验数据：
由实验的角度tan10°=1.3a=gtanθ=1.7m/s2
第二组：
测汽车加速度
实验成员：
卢明曦 徐健威 罗明皓 苏楚藤
实验原理：
若相邻的、相等的时间内T的位移分别为Ｓ1，Ｓ2，则a=（Ｓ2－Ｓ1）／T2。
实验步骤：
1．数码相机固定在一个位置，使镜头与汽车运行方向垂直。
2．用数码相机对汽车连续拍摄3张照片，时间间隔T为0.8s。
3．用刻度尺测出第1个T内汽车在照片里的位移Ｓ1，用刻度尺测出第2个T内汽车在照片里的位移Ｓ2。
4．用刻度尺测出汽车的实际长度L和在照片里的长度L'。
5．把数据代入a=（L/L'）（Ｓ2－Ｓ1）／T2求得汽车加速度a。
实验数据：
时间间隔
T／s
第1个T内汽车
在照片里的位移
Ｓ1／cm
第2个T内汽车在照片里的位移
Ｓ2／cm
汽车的
实际长度
L／m
汽车在照片里的长度
L'／cm
汽车加速度
a／（m/s2）
0.8
10.7
11.7
3.66
16.7
0.34
第三组：
测电梯的加速度
实验成员：
陈奕成、张荣春、郎宇飞、
实验目的：
测量电梯启动时的加速度
实验原理：
牛顿第二定律F合=N-mg=ma
实验器材：
秤、电梯、砝码多个
实验步骤：
1．将多个砝码放入秤中，读出砝码的质量m，得出G=mg，
2．当电梯启动加速时，砝码处于超重状态，
磅秤读数增加，且指针指在相对静止位置，记下
此时磅秤的读数N。
3．根据牛顿第二定律a=（N-mg）/m
实验记录：
砝码质量（Kg）
砝码重力（N）
磅秤读数
砝码所受弹力（N）
F合（N）
加速度（m/s2）
1.5
14.7
1.62
15.88
1.18
0.784
1.2
11.76
1.30
12.74
0.98
0.817
1.1
10.78
1.20
11.76
0.98
0.890
最后取平均值得：
a=0.83m/s2
第四组：
测水中小球运动的加速度
实验成员：
孙以哲、龚江伟、吴筱斌
实验目的：
测水中小球运动的加速度.
实验原理：
a=2S/t2
实验器材：
改装乒乓球（1个密度大于水，1个密度小于水）2个、水槽、量筒、尺子
实验步骤：
1．测出水球运动不同位移h1.h2、h3；
2．分别测出不同位移小球下落时间t1、t2、t3；
3．利用2S/t2，求出物体在水中下落（上升）加速度平均值；
4．利用相同方法,可以测出小球上升的加速度。
实验数据记录:
物理量/次数
1
2
3
位移
17cm
1`4cm
10cm
下落时间t落
2s
1.7s
1.6s
上升时间t升
3s
3.2s
2.8s
加速度a
0.105m/s2
0.109m/s2
0.103m/s2
第五组：
测跑步加速度
实验成员：
余小媚、杨晨、尹舒阳
实验目的：
测跑步加速度
实验原理：
a=2s/t2
实验器材：
秒表、米尺
实验步骤：
1．用米尺在跑道上量取10m的路程。
2．让运动员跑3次，记下3次10m运动的时间t1,t2,t3。
3．利用a=2s/t2计算出3次的加速度,a1,a2,a3。
求出平均值。
实验记录：
S=10m
姓名
t/s
a/s/m2
a的平均值（m/s2）
余小媚
2.1
4.5
4.0
2.3
3.7
2.3
3.7
第六组：
实验成员：
吴驹、巫宝丹、尹巡宇、黎原
实验目的：
学习用气垫导轨比较精确地测定物体匀变速直线运动的加速度。
实验原理：
测得物体在匀变速直线运动中通过两点时的即时速度，再测得物体通过两点的位移S，可用公式：
实验器材：
气垫导轨（J2126型），刻度尺,光电门,数字采集器.
实验步骤：
1．使气垫导轨倾斜约1O以下，将两光电门分别置于离导轨上下端20cm处，在滑行器上加挡光片，将计时器置于“计时2”档和1ms档。
2．将滑行器从导轨上端同一位置释放，从计时器上读出挡光片经过第一光电门的时间Δt1，以及通过第一和第二光电门的时间Δt1+Δt2，测出挡光片的长度△L，求出通过两个光电门的瞬时速度vo和vt以及加速度a
3．把下端的光电门向上移动数次，分别测出对应的加速度。
4．实验数据：
次数
物理量
1
2
3
光电门1Δt1
0．41s
0．41s
0．41s
光电门2Δt2
0．22s
0．21s
0．20s
初速度V0
0．098m/s
0．098m/s
0．098m/s
末速度vt
0．18m/s
0．19m/s
0．20m/s
两光电门距离s
0．50m
0．60m
0．70m
加速度a
0．022m/s2
0．022m/s2
0．021m/s2
结论：
多次测量滑块的加速度,其平均值为0.022m/s2
第七组：
测斜面上小车的加速度
实验成员：
郑克鸿、黄一帆、刘芳中
实验目的：
测斜面上小车的加速度
实验原理：
1．位置传感器测量斜面小车的加速度．
2．加速度传感器测量斜面小车的加速度．
实验器材：
位置传感器、加速度传感器、电脑、斜面长木板
实验步骤：
1．固定斜面长木板，用手固定小车在斜面，调节位置传感器，使其位置传感器与小车相距大15cm。
2．松手，小车在斜面加速下滑，电脑记录小车在1秒内采集50个位置．
3．加速度传感器与小车拴在一起,让车在斜面上自动下滑,电脑记录小车1秒内50个数据.
4．经电脑软件处理，得到a-t的图象。
分析和结论：
a-t图像
八、课例评析
该案例作为高一新课程优秀课例，在2004年广东省高中新课程物理教学设计大赛中荣获一等奖。
该教学设计充分体现了新课程对物理教学的要求，较好地实现了学习目标中“知识和能力”、“过程和方法”、“情感态度和价值观”三个维度的协调统一。
加速度是高中物理的核心概念，学生在课堂上学习了这个概念以后，并不表示学生就已经完全掌握和理解了，怎样让学生在继续学习这个概念的过
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