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高中物理必修一 4.2《實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》教案3(新人教版)

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高中物理必修一 4.2《實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》教案3(新人教版)

1114.2 實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系新課標(biāo)要求(一)知識(shí)與技能1、理解物體運(yùn)動(dòng)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(guò)實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系。3、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。(二)過(guò)程與方法1、使學(xué)生掌握在研究三個(gè)物理量之間關(guān)系時(shí),用控制變量法實(shí)現(xiàn)。2、指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)原理去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論3、幫助學(xué)生會(huì)分析數(shù)據(jù)表格,利用圖象尋求物理規(guī)律。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神。2、使學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,樂(lè)于探究自然界的奧秘,能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。3、培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí),相互學(xué)習(xí),交流,共同提高的學(xué)習(xí)態(tài)度教學(xué)重點(diǎn)1、怎樣測(cè)量物體的加速度2、怎樣提供和測(cè)量物體所受的力教學(xué)難點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生選器材,設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。作出圖象,得出結(jié)論教學(xué)方法1、提出問(wèn)題,導(dǎo)入探究原理自主選器材,設(shè)定方案,進(jìn)行操作,總結(jié)歸納進(jìn)行交流。2、對(duì)學(xué)生操作過(guò)程細(xì)節(jié)進(jìn)行指導(dǎo),對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的疑難問(wèn)題進(jìn)行解答。教學(xué)用具:多媒體、小車、一端帶滑輪長(zhǎng)木板、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、紙帶、刻度尺、氣墊導(dǎo)軌、微機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。教學(xué)過(guò)程(一)引入新課教師活動(dòng):利用多媒體投影下圖:定性討論:物體質(zhì)量一定,力不同,物體加速度有什么不同?力大小相同,作用在不同質(zhì)量物體上,物體加速度有什么不同?物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢取決哪些因素?定性關(guān)系如何?學(xué)生活動(dòng):學(xué)生討論后回答:第一種情況,受力大的產(chǎn)生加速度大,第二種情況:質(zhì)量大的產(chǎn)生加速度小。 學(xué)生再思考生活中類似實(shí)例加以體會(huì)。點(diǎn)評(píng):教師還可舉日常生活中一些實(shí)例,如賽車和普通小汽車質(zhì)量相仿,但塞車安裝了強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī),牽引力巨大,可產(chǎn)生很大加速度。再如并駕齊驅(qū)的大貨車和小汽車在同樣大的制動(dòng)力作用下,小汽車容易剎車通過(guò)類似實(shí)例使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí):加速度大小既與力有關(guān),也與質(zhì)量有關(guān),為下一步定量研究做好鋪墊(二)進(jìn)行新課1、物體加速度與它受力的定量關(guān)系探究教師活動(dòng):現(xiàn)在我們探究物體加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系(用控制變量法)。保持物體的質(zhì)量不變,測(cè)量物體在不同力的作用下的加速度,探究加速度與力的定量關(guān)系。請(qǐng)同學(xué)生據(jù)上述事例,猜測(cè)一下它們最簡(jiǎn)單關(guān)系。學(xué)生猜測(cè)回答:加速度與力可能成正比。教師活動(dòng):如何測(cè)量加速度a?需什么器材?請(qǐng)同學(xué)樣設(shè)計(jì)方案。學(xué)生回答:第二章我們已探究過(guò)小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律,可用該實(shí)驗(yàn)器材測(cè)加速度。小車在鉤碼牽引下作勻加速運(yùn)動(dòng),利用打出紙帶求加速度。教師活動(dòng):現(xiàn)實(shí)中,除了在真空中拋體(僅受重力)外,僅受一個(gè)力的物體幾乎不存在,但一個(gè)單獨(dú)的力作用效果與跟它等大、方向相同的合力作用效果相同,因此實(shí)驗(yàn)中力F的含義可以是物體所受的合力。如何為運(yùn)動(dòng)物體提供一個(gè)恒定合力?如何測(cè)?請(qǐng)同學(xué)們想辦法。教師引導(dǎo):可利用前邊測(cè)加速度的器材,在鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量條件下,鉤碼重力大小等于對(duì)小車?yán)Γㄖ劣跒槭裁匆院笤儆懻摚?,但必須設(shè)法使木板光滑,或使用氣墊導(dǎo)軌以減少摩擦直至忽略不計(jì)。這樣小車受的合力就等于鉤碼重力。教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行評(píng)估,篩選出最佳方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生思考,設(shè)計(jì)可行方案測(cè)量,也可借鑒教師提供案例進(jìn)行設(shè)計(jì)。教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),把小車在不同拉力下的加速度填在設(shè)計(jì)好的表格中。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),取得數(shù)據(jù)。教師活動(dòng):如何直觀判斷加速度a與F的數(shù)量關(guān)系?指導(dǎo)學(xué)生以a為縱坐標(biāo),以F為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,利用圖象找規(guī)律。利用實(shí)物投影展示某同學(xué)做的圖象,讓大家評(píng)價(jià)。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生在事先發(fā)給的坐標(biāo)紙上描點(diǎn),畫圖象,看圖象是否是過(guò)原點(diǎn)的直線,就能判斷a與F是否成正比。分析研究表格中數(shù)據(jù),得出結(jié)論。2、物體的加速度與其質(zhì)量的定量關(guān)系探究教師活動(dòng):保持物體所受力相同,測(cè)量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度,探究加速度與質(zhì)量關(guān)系,請(qǐng)同學(xué)們用最簡(jiǎn)單關(guān)系猜測(cè)一下二者是什么關(guān)系?教師解釋:若a與m成反比,其實(shí)是a與1m成正比,alm的圖象應(yīng)是什么?學(xué)生猜測(cè)回答:加速度與質(zhì)量可能成反比。應(yīng)該是過(guò)原點(diǎn)直線。教師活動(dòng):保持鉤碼質(zhì)量一定,即拉力大小一定,如何改變小車質(zhì)量?將不同質(zhì)量的小車的加速度填入設(shè)計(jì)好的表格中,建立a一1m坐標(biāo)系作圖象。學(xué)生回答:在小車上加砝碼。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),測(cè)出不同質(zhì)量時(shí)加速度。在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),作alm圖象,據(jù)alm圖象建否是過(guò)原點(diǎn)直線就能判斷加速度是否與質(zhì)量成反比。點(diǎn)評(píng):由于學(xué)生剛開始從事探究實(shí)驗(yàn),缺乏經(jīng)驗(yàn),需要教師指導(dǎo),比如設(shè)計(jì)方案,利用圖象處理數(shù)據(jù),學(xué)生一無(wú)經(jīng)歷,二不習(xí)慣,所以宜采用定向探究,逐步使學(xué)生走向自由探究。3、對(duì)實(shí)驗(yàn)可靠性進(jìn)行評(píng)估教師活動(dòng):如果同學(xué)們猜想是正確的,那么根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以a為縱坐標(biāo),以F橫坐標(biāo),或以a為縱坐標(biāo),1m為橫坐標(biāo),作出圖象都應(yīng)該是過(guò)原點(diǎn)的直線,但實(shí)際描的點(diǎn)并不嚴(yán)格在某直線上,也不一定過(guò)原點(diǎn)。若真是aF,alm得需多次實(shí)驗(yàn)才能證實(shí)。學(xué)生討論結(jié)果,看書討論相關(guān)問(wèn)題。課余作業(yè)1、課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2、預(yù)習(xí)第三節(jié)牛頓第二定律。教學(xué)體會(huì)思維方法是解決問(wèn)題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng),物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。附錄1實(shí)驗(yàn)分析牛頓第二定律是動(dòng)力學(xué)的核心規(guī)律,是本章重點(diǎn)和中心內(nèi)容,而探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系是學(xué)習(xí)下一節(jié)的重要鋪墊。該實(shí)驗(yàn)的器材選取、方案設(shè)定,因第二章使用過(guò),學(xué)生自然會(huì)想到用該器材測(cè)加速度。但測(cè)力有一定困難,還需平衡摩擦。為此可借助氣墊導(dǎo)軌避免這一點(diǎn)。另外,測(cè)加速度可在氣墊導(dǎo)軌上安放兩個(gè)光電計(jì)時(shí)門,通過(guò)微機(jī)輔助系統(tǒng)記錄,小車通過(guò)兩個(gè)計(jì)時(shí)門的時(shí)間間隔,測(cè)出兩計(jì)時(shí)門間距離,可由求加速度a,數(shù)據(jù)完全可由微機(jī)處理,甚至aF,a1m圖象由微機(jī)處理作出,收到事半功倍的效果。附錄2學(xué)生分析該實(shí)驗(yàn)是探索規(guī)律的實(shí)驗(yàn),學(xué)生對(duì)加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的定量關(guān)系是未知的,但通過(guò)實(shí)例,對(duì)加速度與力和質(zhì)量的定性關(guān)系是可以理解的。怎樣定量研究需在教師指導(dǎo)下,學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦進(jìn)行設(shè)計(jì)研究,教師只是一個(gè)引導(dǎo)者、評(píng)判者,只要學(xué)生的設(shè)計(jì)方案合理,親身體驗(yàn)探究過(guò)程,至于能否得出正確結(jié)果并不重要。 111

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