《探究加速度与力、质量的关系》完美版

1、教学设计乐山师范学院 物理与电子工程学院 制作：李沆2011年7月20日探究加速度与力、质量的关系乐山师范学院物理与电子工程学院 李沆一、 教材分析本节内容选自“教科版高中物理（必修1 ）第三章 第二节” 。让学生通过实验，探究加速度、质量、 力三者的关系， 强调让学生经历实验探究过程。是学生上高中以来接触到的第二个探究性实验， 和前一实验不同， 本实验只给出了实验的基本思路， 而没有给出确定的实验方案， 实验方案和器材的选用要学生自己设计。本节课， 以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现；现在改为探究性实验,注重问题的提出与研究，体现了新课标注重培养学生探究能力，动手能力，观察和总结的能

2、力的特点。二、学情分析本节课的教学对象是高中一年级的学生， 学生已经掌握了力、 质量、加速度、 惯性等概念，学习了牛顿第一定律，知道力是改变物体运动状态的原因、质量是惯性大小的量度，能分析物体的受力情况； 高一学生已具有一定观察实验、 分析解决问题的逻辑思维能力， 能运用运动学实验探究运动性质， 熟悉实验研究的控制变量法和比较法， 而且对未知新事物有较强的探究欲望。 所以，在教学过程中，通过创设物理情境，以观察生活现象和实验探究为基础，逐步引导学生深刻理解加速度和力、质量的关系，实现知识的意义建构是可行的。三、设计思想通过观察分析生活实例，创设情境，引导学生得出加速度与力、质量的定性关系，进而

3、猜想它们之间的定量关系， 并引出科学探究方法控制变量法进行探究； 通过教师引导学生利用已有经验和知识，积极思考、设计出两组实验方案， 从而突破难点；通过演示一组实验，能够科学、准确地定量探究出加速度与力、质量的关系， 启发学生思考，为学生实验探究打下基础 ，从而达到突出重点、突破难点的效果。四、教学目标分析1、知识与技能以实验为基础，得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，培养学生的主动获取知识能力和设计实验的能力。提升实验操能力，分析处理实验数据处理的能力2、过程与方法在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法） 。3、情感、态度与价值观体验探索过程中的艰辛与喜悦，养

4、成科学严谨的治学态度。学会与他人合作、交流，具有团队意识和团队精神。五、教学重点、难点重点：1 掌握控制变量法,2. 实验探究，得出实验结论。难点：1 、通过引导提出切实可行的实验方案。2、实验的操作过程。六、教法、学法教法： 高一学生应该具备的五种能力：即理解、推理、综合分析能力、运用数学知识解决物理问题的能力及实践能力。在整个的教学活动中， 以学生为主体、教师主导、师生合作交流的方式组织教学。 通过再现生活情景， 搭建问题支架来引导学生由生活经验出发， 发现问题， 运用已学知识设计方案并解决问题的情境教学法和实验探究法相结合， 教师在其中起到评估调控的作用。在实验中，教师介绍实验装置，并指

5、导学生自主探究a 与 m、 F 之间的关系。学法： 学生通过教师指导，合作学习后，能自主地进行探究活动，亲历知识的发生、发展过程。感悟科学探究精神，掌握科学研究方法 ，逐步分析归纳出加速度与力、质量之间的关系，实现知识的意义建构。七、教学准备多媒体课件，牛顿第二定律演示器，砝码（一盒） ，细绳，天平小车、打点计时器、纸带、一木端带滑轮的长板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平为 器材，小车。八、教学流程图环节一创设情境,引入新课环节二合作探究得出结论开始师生合作设计实验方案牛顿预习牛顿第二定律环节三回归生活拓展运用九、教学程序教学程序教师活动学生活动设计意图环创设情境引入新课（大约35分钟）【播放

6、视频】神舟七 号火箭升空、战斗机 在航空母舰上起飞。 问题1将火箭送入 太空为什么要用巨 大的推力？ 问题2战斗机在航 空母舰上为什么能 短距离起飞？【教师总结】火箭、 战斗机在巨大推力 下速度迅速增大，运 动状态发生变化，即 速度发生了变化，有 加速度产生。问题这说明加速度 大小与什么因素后 关？【播放视频】F1赛 车和飞机同时启动。 问题F1赛车比飞机 启动快，这说明加速 度大小还与什么因 素后天?【过渡】那么加速度【观看视频】【学生回答】得到很大的速度。【学生回答】靠强大的推力。【学生回答】与物体所受 的作用力W关。【学生回答】与物体的质重与大。播放直观、震撼的视 频材料，激发学生学 习

7、兴趣，使学生认识 生活与物理的联系。引导学生将加速度 与物体的受力、物体 的质量联系起来。与物体受力、质量到 底后什么关系，今天 我们就来探究一下。环节一合作探究 得出结论（大约25分钟）1 .创设情境，定性研究【播放视频】同一辆 车加大油门的运动 过程。【教师提问】加大油 门后，速度变化明显 变快？这说明什 么？【播放视频】大小车 同时启动，同速制 动。【教师提问】小车启 动快，制动快，这又 说明什么？【教师归纳】作用力 越大，加速度越大。 质重越小，加速度越 大；【学生观看】【学生回答】牵引力越大，加速度越大。【学生观看】【学生回答】说明物体质 量越大，加速度越小。联系生活，通过分析 实例

8、，启发学生思考 影响加速度大小的 因素，引导学生概括 出加速度与物体的 受力、质量之间的定 性关系。2.教师引导，设计实验【过渡】我们已经定 性地研究了 a与F 和m的关系，那么， 它们之间用怎样的 定量关系呢？我们 一起来探究一下。【教师提示】加速度 大小同时与作用力 和质量有关,如果作引导学生思考探究 加速度与力、质里的 定量关系的方法一 一控制变量法；培养 学生运用已有知识 解决新问题的能力， 提高学生的科学素 养。用力和质里同时变 化，就不知道是哪个 因系影响了加速度。这时就要控制其中一个变量/、变，改变 另一个变量来进行 研究，即“控制变量法”。问题在探究a与F 和m的关系时，我 们

9、该怎样利用控制变量法呢？【学生回答】保持作用力 小艾，改艾物体的质量； 保持质量不变，改变作用 力的大小，再分别比较加 速度的大小。【过渡】既然是定量 的探究，我们就要找 出在质量或作用力 改变时，加速度是怎 样变化的。问题1 a、F、m中，F怎样测量与提供， m又该怎么测量？ 加速度又该怎么求 呢？问题2还启没后其 他方法测加速度 呢？大家想想能不 能用运动学的知识【学生回答】外力可以挂 上重物，用弹簧测力计测 量，质量可以用天平测 量，加速度可用打点计时 器或是频闪照片。【学生回答】Vt = Vo + a tS = Vot +1a t22Vt2Vo2= 2as【学生回答】通过引导学生 回顾

10、旧知，合作探讨 运用控制变量法研 究加速度与受力和 质量的实验设计，这 不仅简洁直观，有利 于突破教学的难点， 更有利于拓展学生 的思维，让学生掌握 和运用科学的探究 方法，促进学生创造 性地解决实际问题 的能力发展。来解决这个问题。【教师引导】位移S 可测，如果我使初速 度为零，并控制运动 时间相同，此时的加 速度该怎样得到 呢？【教师提示】只要比 较两个初速度为零 的物体在相同时间 的位移，就知道它们 的加速度的关系，所 以可以用这样的实 验方法来探究加速 度与力和质量之间 的定量关系。【教师提示】（1）为 保证测量的正确性， 重物的质量必须还 小于运动小车的质 量。（2）摩擦力不能 忽略

11、，如何“消除” 摩擦呢？S = -a t2;位移之比 2就是加速度之比。【学生思考】调整轨道或 者长板的倾斜度，先让小 车能匀速滑动，从而抵消 阻力和摩擦的影响。3.变量控制分组探究【教师指导】实验原理图以及实验装置、测量方法等。【A组实验1】测量大小 两小车的质里，先用两个 相同质量的小车，分别加 /、同个数的祛码施加作 用力，小车最初静止与导 轨零刻度，使两小车向前教师指导实验，通过 学生控制变量和实 验数据处理，得出实 验结论，不仅突出了 教学重点，而且有利于促进学生分析、归小车1小车2mFS运动一段距离后制动，测 量两小车的位移，填入表 中，改变祛码质量，多次 实验。小车1小车2mFS

12、【学生归纳】当质量一定 时，加速度大小与作用力 成正比，即aFo【A组实验2】保持提供 作用力的祛码质量相同， 在其中一个小车上加祛 码，进行实验，并记录数 据，填入下表。纳、利用数学知识解 决物理问题的能力， 发展学生的严谨的 逻辑思维能力，更重 要的是学生经历知 识的探究过程，体验 探究的乐趣；同时， 引导学生运用图像 法来处理实验数据， 让学生体会到，图像 法处理实验数据的 直观性和技巧性，启 发学生思考，培养学 生的发散思维。在此 过程中，感悟科学精 神，在主动实现知识 的意义建构中，达到 情感态度价值观的 升华。【学生回答】小车2与小车1所加祛码后质量之比等于它们的位移之反比；说明作

13、用力一定时，加速【教师提示】以a为纵轴，F为横轴，描绘出函数图象【教师提示】尝试以质量的倒数1/m为横坐标，画出图像度大小与质量成反比。即1国0C - m【B组实验1】测量小车的质量，分别加不同个数的祛码施加作用力，小车最初静止与导轨零刻度，利用打点计时器测量加速度。填入表中，改变祛码质鱼，多次头当迎。实验序号加速度.2a/m s小车受力F/N125k说明当质量一定时，加速 度大小与作用力成正比， 即 a°<= F。【B组实验2】保持提供 作用力的祛码质里相同， 在其中一个小车上加祛 码，进行实验，并记录数 据，填入卜表。实验序号加速度2 a/m s小车质量 m/Kg125说明

14、作用力一定时，加速度大小与质量成反比。1.aOC 一即 m4.归纳总结得 出结论【教师总结】物体的加速度与物体所受的作用力成正比，与物体的质量成反比【学生交流】两组同学相互交流，综合实验结果，得出实验结论将实验结论归纳、总 结成表达式，使实验 结论清晰、明了，让 学生能更深刻地理 解三者之间的关系。环节二回归生活拓展运用（大约5分钟）问题你能解释战斗机在作战前为什么要卸载副油箱吗？为什么大货车不能超载？【课后任务】预习牛顿第二定律【学生活动】观察、讨论。学生运用所学知识， 加深对知识的理解， 并且善于运用所学 知识，解释生活现 象，激发学习兴趣； 同时为学习牛顿第 二定律，做好铺垫。十、板书设

15、计主板书第二节探究加速度与力、质量的关系副板书一影响物体加r£t>fc的因素1与rn和F都有关三实验结论(1)当质量一定时，加选更大 小与作用力就正比，和axF<1 ) E越大，目趣，卜，反之 亦然(2)当作 用力一定时，加速度大 小与质量展反比，Fpa«1/F运动学使电=。(2) F赵大，百趣大，反之亦黑四辞释生活观.象1 ,S' a控制t相同二探究实验1,控制变量法n，S1 _3152 a22、发计省案进行实验不论何时，都要尽可能让思考与反省预见到突发的激情，这于审慎者可轻而易举做到。心烦意乱之时，首先要做的就是意识到这一点。先控制住自己的情绪，下决心不再使之加剧。有了这种 高明的防范，就能很快终止怒气。要懂得制怒之法，且止息于当止之时：奔跑时停下来最难；狂怒时保持头脑清醒也一样难。过分激动，不论程度高低，都会影响理智。一旦对发