高中物理第四章牛顿运动定律4.2实验探究加速度与力质量的关系教案4新人教必修.docx

探究加速度与力、质量的关系实验【教学目标】1. 通过讨论，学生能够说出至少两种研究加速度与力、质量的关系的实验方案。2. 学生利用DIS实验仪器，采用控制变量法，作出加速度与力，加速度与质量的图像关系。3. 经历实验的操作和测量过程，经历利用图像处理实验数据的过程，学生能说出加速度与力、质量的定性关系，并体会在处理加速度与质量的非线性关系时所采用的倒数（化曲为直）的方法，4. 学生能指出实验中产生误差的原因，并能对其进行分析，从中体验如何平衡摩擦阻力、减小系统误差的操作办法，以及体会探究过程中的科学严谨和合理性。【教学实录】一. 情景创设，问题引动教师提问：(PPT呈现问题)根据表格内数据，讨论加速度与什么因素有关？）技术参数F1赛车本田CR-V百公里加速时间（s）2.511.43发动机(马力)900155车重（kg)6051590学生讨论并回答：与质量和动力教师提供佐证：（PPT呈现新闻报道）二我们的猜想学生相互讨论：加速度与物体的质量和外力之间的定性关系学生回答：质量一定时，受力越大，其加速度越大受力一定时，质量越小，其加速度越大。 教师提问：要研究三个物理量之间的关系，可采用的方法？学生回答：控制变量法教师提问：请具体阐述该方法的具体细节学生回答：在保证物理质量一定的情况下，改变外力来研究外力与加速度的关系；接着控制外力一定的情况下，改变物体的质量，研究质量与加速度的关系。三我们的探究第一步：明确几个问题：1.实验要探究什么?a 与F的关系；a与m的关系，采用的方法是：控制变量法；2.如何探究?测量哪些物理量？怎么测？3.如何由实验得出结论?怎么搜集数据和处理数据？教师提问：怎样产生外力？并且这个外力要可测量？学生回答：可以挂重物，外力的大小就是重物的重力。教师提问：重物对小车的拉力等于小车受到的合外力吗？（给出右图）学生回答：不是，还有摩擦力教师提问：那么怎样才能消除摩擦力的影响？学生回答：抬高斜面，用重力的下滑分力来平衡摩擦力。教师提问：当小车的质量改变后，是否还要重新调节平衡呢？学生讨论，教师总结并板演 可见，与质量m无关第二步：选择方案教师提问：你有什么方法可以用来测量物体的加速度？学生回答：测出物体的运动位移和时间，再利用公式，求出加速度a;学生回答：利用打点计时器，求出加速度a；学生回答：利用传感器（光电门），直接测出物体的加速度a；第三步：实验操作教师提供操作器材，以及装置图教师提问：怎样判断调节平衡到位？学生讨论并回答：可以利用光电门看小车通过两个光电门的加速度是否是0.教师提供实验中需要的一些数据：1.质量m一定的情况下，研究a与F的关系小车的质量一定(m=0.32kg)次数牵引力F/N加速度a10.098（加5g砝码）20.147 （加10g砝码）30.196 （加15g砝码）40.245 （加20g砝码）50.294 （加25g砝码）2.外力一定的情况下，研究a与M的关系拉力一定 ( F=0.147N)实验次数小车的总质量m/kg加速度a10.12（空车）20.17（1个载重片）30.22（2个载重片）40.27（3个载重片）50.32（4个载重片）教师提问：怎样才能更加直观的反应出am，aF的关系？学生集体回答：利用图像法。学生分组实验，探究a与F和a与m的关系学生实验结果： 第四步：误差分析教师提问：（电脑呈现某个学生的结果）根据图像，a与F成什么关系？学生回答：正比关系教师提问：正比关系应该过原点，那么该图线过原点吗？教师局部放大原点图线，并提问教师提问：不过原点正常吗？学生回答：应该过原点，因为不加拉力的时候，物体的加速度应该为0，不过原点的情况是平衡摩擦力没有做好。教师总结：（1）平衡摩擦力时，斜面的倾角太大；或者倾角太小（2）砝码和小桶的质量没有远小于小车的总质量实际上：绳中的拉力小于重物的重力教师提问：那么a与m成什么关系？学生回答：反比教师提问：你如何判断它是双曲线的一支呢？学生讨论教师提示，若a与m成反比，则a与1/m成什么关系？学生回答：正比关系，即a1/m的图像是一条直线。教师总结：（1）质量m一定，加速度a 与合外力F的关系 a F（2）合外力F一定，加速度a与质量m的关系 a 1/m a1/m0结论：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体 的质量成反比。 即F=kma【评课反馈】吴老师在这节课的教学过程中，以问题为纽带，不断提出问题，给学生以探究学习的动力。对于每一个问题，吴老师都是由学生独立思考或通过学生合作交流等获得结果. 通过问题引动，激发学生积极思考，主动探究，学生根据已有知识和经验， 经过自己努力获去新的知识和方法。学生在学习过程中，能充分发挥其主观能动性，积极参与学习活动，积极思考问题，主动探求问题的答案。以下是翟厚岚老师对该节课的具体点评。两位老师从对教师教学设计的观察思路进行了点评，重点主要是以下四个方面：一、 教学目标是否恰当教师的教学目标恰当与否将影响课堂中学生对问题是否跟得上，或者说是影响学生思维发散得程度。教学目标就是课堂要研究哪些内容。对于本节课的教学内容，实际上还是比较清晰的，但是由于学生动手操作部分变数较多，教师难以控制课堂进程，导致本节课为了内容的完整而学生操作时间不充分，学生在操作中反应出的地问题还是较多。所以在设计教学目标时，不如舍弃部分内容。例如后面的数据分析，误差分析，这部分内容独立开来完全是可以的。二、 问题的来源问题从哪里产出，就是让学生明确，为什么要研究这个问题，情境是怎么创设的，怎么提出问题的，能不能让学生通过老师的情境创设体会到“我们要研究的是什么问题，这个问题研究了有什么用”。对于本节课的问题的提出，首先是吴老师用图片展示两车的数据，同时让同学们对其性能进行讨论，特别是对比赛时对赛车最低质量的限度的要求，展示了加速度与力、质量的关系。该处的引入，老师能不能进一步的让学生能够举例，并体会加速度的确是和质量、外力这两件事有关系的，这个引入很精彩，但是后续的归纳还可以变得更加的落实，也就是，这个问题的引入，是我们研究的问题，但是要让学生能够通过老师的举例，引发学生自己能够举例，然后感觉到它们之间的这种关系，同时，这件事情的研究不是我课堂上的任务，而是真是有这个必要，在新课程教学中，这样做是非常有必要的。这样可以把“使学生学”变为“我要学”。三、 教师的教学策略教师上课的教学策略，也就是教师用什么样的方式，怎样研究这个问题。本节课中，学生在做分组实验的时候，老师在干什么，老师以什么样的方式，什么样的问题介入这一事件的处理，学生是用什么样的方式、方法。教师教学方式、方法上的差异，就会使得课堂进程和学生的活动和接受有很大的差异。本节课上，探究的所有问题，都是在老师的引导下完成，学生没有创新思维的产生，自然对实验的操作细节上没有深入的理解，比如，为什么要调节导轨，以平衡摩擦力，在不理解的情况下接受该内容，最后就出现了有个别小组操作中的遗忘该重要步骤，最终导致数据的偏差严重。所以，该探究实质上是还没有放开，仍然在老师的掌控之下。四、 教师的教学内容教师的教学内容反映了这究竟是一节什么样的课？听课前我们先要弄清楚这节课的课型，当学生实验课还是一节新授课来处理 。这里面有非常大的差别！原因是，我们提出问题也好，引入研究问题也好，我们要学生设计物理量的测量方式，关键问题是如果要让学生动手的话，下面有个环节必须不能跳过，或者说不能粗糙对待，因为今天的学生实验充分说明了这个问题，这边的学生不把钩码去掉就做实验了，有的不平衡就做实验了，可见学生对操作原理还是不够清楚。本节课若是改成实验课，我们就能更关注实验操作层次上的一些细节问题。其实老师也提供了一些具体要求，譬如，砝码是多少克，应该怎么往上加，但是，学生要接受老师的信息，到转化为自己的行为，到能够认真的操作，实际就是一个内化过程。两个小组只让一个小组做一种实验，这样设计主要是基于老师想要把所有任务在这节课上完成。实际上，完全没有必要把这节课当成一种公开课来上，本来在后面必须要上完成的数据分析、结论推导，包括误差分析等内容，完全可以后移，这样可以给学生充分的时间，让他们自己去完成这个实验。另外，如果不把这节课的学生实验作三者关系的一个探究环节，而是把这节课的重点放在学生本身对实验技能的掌握上，用实验仪器来完成指定任务。学生实验本身也存在这样几个任务：一是学生要明确做什么；二是学生要明确用什么方法做：三是学生要了解用这套仪器怎样做。这也是操作技能方面的要求，从技能目标上讲，实验技能本身也是学生应该要掌握的内容。但这节课学生的实验却在为教师的整节课的完成而服务，而没有把关注点放在学生应该怎样掌握这个实验技能，以用它来完成我们所需的操作上。听完这节课，翟老师的困惑在于：实验课和讲授课的区别。本节课更倾向于把重点教学内容放在第一位，她认为实验原理的内容可以前移，数据分析和误差可以后移，这样可以给学生足够时间，包括有一组数据不好，老师又选了一组数据，实际上老师完全可以把它作为一个案例呈现给学生，让学生自己讨论，当然因为时间的不足，或者是要完成教师的自己的教学任务，还是学生的问题是因为课堂设计的问题等等，总之开放式探究不能在老师的操控之下，为了课堂表现的完整，而让学生在规定的时间内完成规定的任务来为老师服务，事实上，学生的体会和感受，以及自己能得出结论才是最重要的。所以如果把这节课定性为一节实验课，可能效果要比今天这样上更好。【教学反思】本节课我把它定性为探究课，但听完两位老师的点评，我也认识到自己对课型的定位不是很到位，为了完成自己的教学目标，所有的问题生成都在我的引导之下完成，学生缺乏自主思考时间，所以许老师在我们组自己开发的观察量表上关于交流与创新能力一项中的“在科学性的基础上