高中物理 加速度与力、质量的关系”教学设计 新人教版必修

1、 “实验：探究加速度与力、质量的关系”教学设计一、教学任务“探究加速度与力、质量的关系”学生第一次遇到用实验探究一个物理量同时跟两个物理量有关的多元问题，引导学生去寻求研究问题的实验方法，通过探究注重的是问题的提出与发现。本节课以探究实验的形式出现，不仅要锻炼学生的动手能力，更重要的是如何设计实验、处理实验数据、得出结论的全过程获取新知识的能力，为牛顿第二定律打下基础。二、教学目标1知识与技能（1）、理解物体的加速度大小与力有关，也与质量有关。（2）、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。（3）、培养学生动手操作能力。2过程与方法（1）、使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现

2、。（2）、指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论（3）、帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。3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）、使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。（3）、培养学生的合作意识，相互学习，交流，共同提高的学习态度三、教学重点和难点1、重点怎样测量物体的加速度怎样提供和测量物体所受的力2、难点指导学生选器材，设计方案，进行实验。作出图象，得出结论四、教学流程方法1、提出问题，导入探究原理自主选器材，设定方案，进行操作，总结归纳进行交流。2、对学生操作过程细节进行指导，对学生

3、实验过程的疑难问题进行解答。五、学习资源和器材：多媒体、小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。六、案例实录（一）引入新课教师活动：复习牛顿第一定律，力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动的原因引出与加速度有关的两个因数：合外力和质量定性讨论：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？力大小相同，作用在不同质量物体上，物体加速度有什么不同？物体运动状态改变快慢取决哪些因素？定性关系如何？点评：教师还可举日常生活中一些实例，如赛车和普通小汽车质量相仿，但塞车安装了强大的发动机，牵引力巨大，可产生很大加速度。再如并驾齐驱的大货车和

4、小汽车在同样大的制动力作用下，小汽车容易刹车通过类似实例使学生获得感性认识：加速度大小既与力有关，也与质量有关，为下一步定量研究做好铺垫问题：那么加速度与合外力、质量到底有怎样的定量关系呢？（二）进行新课1、物体加速度与它受力的定量关系探究教师活动：当一个物理量同时与两个物理量有关系，那么我们采取怎样的方法来探究它们之间的关系呢？（用控制变量法）现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系（用控制变量法）。保持物体的质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，探究加速度与力的定量关系。请同学生据上述事例，猜测一下它们最简单关系。学生猜测回答：加速度与力可能成正比。教师活动：如何测量加速度a？需什

5、么器材？请同学样设计方案。学生回答：第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律，可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下作匀加速运动，利用打出纸带求加速度。教师活动：现实中，除了在真空中抛体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎不存在，但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相同的合力作用效果相同，因此实验中力F的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合力？如何测？请同学们想办法。教师引导：可利用前边测加速度的器材，在钩码质量远小于小车质量条件下，钩码重力大小等于对小车拉力（至于为什么以后再讨论），但必须设法使木板光滑（讲一下平衡摩擦力），或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计。这样小车

6、受的合力就等于钩码重力。教师对学生设计方案的可行性进行评估，筛选出最佳方案进行实验。学生活动：学生思考，设计可行方案测量，也可借鉴教师提供案例进行设计。教师活动：指导学生分组实验，把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。学生活动：学生设计实验步骤，进行分组实验，取得数据。教师活动：如何直观判断加速度a与F的数量关系？指导学生以a为纵坐标，以F为横坐标建立坐标系，利用图象找规律。利用实物投影展示某同学做的图象，让大家评价。学生活动：学生在事先发给的坐标纸上描点，画图象，看图象是否是过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。分析研究表格中数据，得出结论。2、物体的加速度与其质量的定量关系探究教

7、师活动：保持物体所受力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与质量关系，请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系？ 学生猜测回答：加速度与质量可能成反比。教师活动：教师解释：若a与m成反比，画出的a与m的图象应该是一条双曲线，而双曲线不能从图象上直观地进行判断，而直线可以从图象上直接判断，若a与m成反比，也就是a与lm成正比，顾可以画alm的图象是否为直线加以判断。物理上一般都采取这种方法教师活动：保持钩码质量一定，即拉力大小一定，如何改变小车质量？将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中，建立a一1m坐标系作图象。学生回答：在小车上加砝码。学生设计实验步骤，进行分组实验

8、，测出不同质量时加速度。在坐标纸上描点，作alm图象，据alm图象建否是过原点直线就能判断加速度是否与质量成反比。点评：由于学生刚开始从事探究实验，缺乏经验，需要教师指导，比如设计方案，利用图象处理数据，学生一无经历，二不习惯，所以宜采用定向探究，逐步使学生走向自由探究。3、对实验可靠性进行评估教师活动：如果同学们猜想是正确的，那么根据实验数据，以a为纵坐标，以F横坐标，或以a为纵坐标，1m为横坐标，作出图象都应该是过原点的直线，但实际描的点并不严格在某直线上，也不一定过原点。若真是aF，alm得需多次实验才能证实。让学生明白一个物理规律的得出是科学家经过大量的实验，多少次的总结才能得出的。4

9、、学生讨论结果我们研究的结果是什么？看书讨论相关问题。5、问题：1某同学做探究加速度与力、质量的关系的实验，在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的aF图像为下图中的： FaOAFaOCFaODFaOB答案选C由于木板的一端电得过高，当拉力为零时就有一加速度既图象截距的物理含义D应该是当已经有一不为零的拉力时加速度为零，表示平衡摩擦力时木板的一端垫得过低了，或将有滑轮的一端垫了起来6、研究性作业1、课后完成实验报告。2、由实验中小车质量越大、加速度越小能猜测出a与m成反比，当然也可能是a与m2或a与m成反比，你觉得首先考虑的是哪种情况？若结果不是a与m成反比，而是a与m2或a与m成反比，那又

10、应该怎么去研究呢？七、教学体会探究性实验是以获取物理新知识为目的教学方式。既可以复习旧的知识，又可以获取新知识；本堂课的难度在从牛顿第一定律过渡到确定研究哪些物理量之间的关系上。这是学生第一次遇到用实验探究一个物理量同时跟两个物理量有关的多元问题，所以应引导学生去寻求研究问题的实验方法。新课标和教学大纲一个很大不同就是新课标注重的是对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力加强了，以这一节课为例，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现；而现在变为探究加速度与力、质量之间的关系，注重的是问题的提出与发现。本节课以实验的形式出现，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是如何提出问题，这些才是现

11、代中学生最应该掌握的方法和技巧。实验过程中要引导学生自己独立完成实验，独立进行数据的处理，最后讨论实验结果，看在哪些方面做得好，哪些方面存在问题。应该放手让学生自主设计实验，即使实验方案不符合要求，也要加以鼓励，因为学生在设计和操作中的体验是很重要的八、效果一组：用长木板平衡摩擦力的方法，实验的误差较大，学生分析：原因摩擦力较大，由于平衡摩擦力时匀速下滑也难以确定二组：用气垫导轨做的，实验的误差较小，学生分析：原因摩擦力较小实际上还有系统误差：认为钩码重力大小等于对小车拉力各组同学自行设计实验方案，自己选择实验器材，都能按照实验方案进行实验，把实验数据填入表格中，描点作图较好地达到实验目的九、

12、案后语 中学物理是一门以实验为基础的学科，高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，根本宗旨是进一步提高学生的科学素养。物理实验教学是实现这一目标的重要教学手段，也是素质教育的基本要求。1物理实验能创设学生有效掌握知识的学习环境。让学生进入实验环境，在教师指导下，通过观察、实验、操作、总结等亲身实践体验，主动去探索新知识，是使学生掌握知识发展能力的有效途径。物理实验为创设良好的学习环境、进行素质教育提供了其它学科不能替代的重要条件。 2物理实验能使学生主动地参与知识获取的过程。在课堂教学中实施素质教育，重要的是要确立学生的主体地位，让学生主动地学习、主动地发展。物理实验是一种能动的实践活动，是手脑并用的过程。它不但能为学生主动地获取知识抛“砖”引“玉”，而且实验本身能很好地展示知识发生的过程，从实验方案的制定到实验仪器的选用，从实验操作到实验结果的分析，无不体现着素质教育的内涵，为学生自觉而主动地获取知识提供了客观条件。学生能从实验的过程中，实验结果的分析中获取知识、找出规律、悟出道理，并且能发现和掌握解决一般物理问题的方法。 3物理实验能培养学生的各