4探.究加速度与力、质量的关系教学设计（白小珍16.2.28）.docx

探究加速度与力、质量的关系教学设计浙江大学附属中学 白小珍一、设计思想本节教学从以牛顿第一定律出发的深度理解为问题为起点，得到物体运动的加速度与所受外力、物体质量有关，再以进一步的问题为转折，探究三者之间定量关系，进而获得a=的表达式，。在此过程中展开系列问题讨论。本课进行的是先从定性再到定量的进行实验探究，通过分组实验，提升学生实验设计、获取数据以及交流协作、分析论证的能力。二、内容分析探究加速度与力、质量的关系是得到牛顿第二定律的重要铺垫，牛顿第二定律则是学习动力学的基石，是牛顿运动定律这一章的核心内容，在整个高中物理中占有相当重要的地位。本节教学围绕加速度与外力、质量三者之间定量关系展开，进而获得a=的表达式，本节的学习为后续的力学学习奠定基础。三、学情分析 通过牛顿第一定律的学习，学生已有观念“力是改变运动状态的原因”，并明确“运动和力之间存在着某种重要的定量关系”。学生还具备一定的实验能力，能利用控制变量法，来研究一个物理量和多个物理量之间的关系；会根据纸带求加速度，用图像法来研究和表示两个物理量的关系。但学生对于实验条件的控制，复杂情况的分析，特别是对实验结果的分析判断与评估反思等是不足的。四、教学目标1.物理观念（1）形成加速度与力、质量之间定量关系的认识：质量一定时，加速度与力成正比；力一定时，加速度与质量成反比。2.科学思维（2）从定性角度进行科学推理，对加速度与力、质量的关系三者存在的相关相互关系。（3）从定量角度对加速度与力、质量的关系进行实验探究，通过科学推理得到平衡摩擦力的方法，通过综合分析减小由于小车质量变化而造成的系统误差。（4）科学评估证据，通过合理变化坐标得到加速度与质量成反比的定量关系。3.实验探究（5）设计并实施实验探究方案，正确平衡摩擦力。（6）分析论证数据，变换坐标得到加速度与质量的反比关系。4.科学态度与责任（7）小组探究实验具有合作意识，并尊重实验数据发表见解不够具体。五、重点难点1.教学重点（1）用控制变量法自主设计实验方案；（2）对实验数据进行分析，对坐标合理变化进行分析。2.教学难点如何测量小车所受的合力。六、教学过程回顾引入：(1) 观看一段视频（飞机、摩托车和跑车比赛加速），请学生简述看到的情景。(2) 回顾用加速度来描述运动状态变化的快慢。(3) 结合牛顿第一定律的表述，总结得出惯性是物体保持原有运动性质的固有属性，力是改变运动状态的原因。也就是质量将保持物体运动状态，而力将改变物体的运动状态，。因此，加速度(运动状态的改变)也就是加速度与力、质量有关。定性总结：结合视频及生活实例，物体的质量一定时，受力越大，加速度越大；受力一定时，质量越小，加速度越大。问题1：外力越大、质量越小，加速度越大，到底他们之间的定量关系如何？引导：用控制变量法方案研究他们之间的关系。任务1：请学生利用桌子上的实验仪器，设计实验方案。（1）保持质量不变，研究加速度与外力的关系；（2）保持外力不变，研究加速度与质量的关系。学生分组讨论，教师巡视辅导。任务2：请学生说他们的实验方案，并确定实验方案。问题2：要完成上述实验，需要测量哪些物理量？如何测量？引导：需要测量加速度、质量和力，继而得出可以利用天平测量质量和利用打点计时器测量加速度。任务3：学生设计表格记录实验数据，并请他们展示他们设计的表格。 实验数据实验次数aF第一次第二次第三次 实验数据实验次数am第一次第二次第三次问题3：怎么测量外力呢？根据已经给出实验仪器，思考并回答这个问题。引导：通过增减钩码数改变小车的受力；通过往小车上增减砝码改变小车的质量。问题4：是不是钩码的重力就是小车所受的合外力呢？引导：需要平衡摩擦力，则小车所受拉力即合力。问题5：如何平衡摩擦力？引导：用垫高导轨的方法平衡摩擦力（如图）f。G问题6：怎样确定摩擦力已经得到了平衡？引导：在小车后面加纸带，轻推后做匀速直线运动，通过打点计时器在纸带上打点来判定摩擦力是否已经平衡。问题7：如何测量绳子拉力？什么情况下绳子的拉力等于钩码的重力？引导：当钩码静止或匀速直线运动时，绳子的拉力等于钩码的重力。由于钩码与小车一样做匀加速直线运动，绳子的拉力应该小于钩码的重力。问题8：如何让拉力与钩码的重力相等？陈述：学完本章之后可以证明：如果小车质量远远大于托盘及砝码的质量，则托盘及砝码的重力可以近视为绳子拉力。任务4：全班分成二组，一部分同学完成实验一：保持质量不变，研究加速度与外力的关系。另一部分同学研究完成实验二：保持外力不变，研究加速度与质量的关系，并及时记录好数据。要求：通过左右移动垫板来改变倾角，平衡摩擦力。研究质量一定，加速度与外力关系的实验，外力分别挂10g、20g、30g、40g、50g砝码。研究外力一定，加速度与质量关系的实验，小车上分别加50g、100 g、150g、200g钩码。任务5：将各组得到的数据，记录在表格上。问题9：根据表格中的数据能否发现他们之间的关系？任务6：请学生建立合适的坐标，把数据呈现在坐标纸上。观察点的分布，看看他们之间是否存在一定的规律。任务7：展示学生作品，学生表达观点结论1：质量一定时，加速度与合外力成正比。引导：根据加速度与质量关系曲线，猜测两者可能成反比，在表格上加上一列： 实验数据实验次数am第一次第二次第三次重新作图观察。任务8：利用计算机Excel操作处理数据结论：在外力一定的情况下，加速度与质量成反比。引导：一个规律或定律得出并没有我们想的这么顺利和简单，是需要科学家大量的实验反复探究验证得出的，假如实验发现加速度不与外力成正比，加速度不与质