终稿加速度、力、质量

1、“探究加速度与力、质量的关系”教学设计（沪科版必修一）1、 【教材依据】沪科版高中物理必修一第五章第二节 “研究力和运动的关系”。2、 【设计思路】1、 指导思想：依据新课程中的学生科学探究能力目标和实验能力目标，结合探究教学理论、学习理论和物理学发展过程，按照新课程理念，在课堂教学中充分把握以教师为主导，学生为主体的教学原则，让学生亲身体验一个理论产生的全过程，深刻领会牛顿运动定律的实质。2、设计理念：研究加速度与力、质量的关系的实验有多种做方案，根据学校实验条件，结合学生实际情况，我确定采用教材中的实验方案，采取教师指导下学生自主探究的方法进行教学。在实验探究过程中培养学生的动手操作能力，

2、思维逻辑能力，团结协助等品质。让学生自主学习，积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使学生亲身经历实验探究的过程，体会探索自然规律的艰辛与喜悦，逐步形成科学态度与科学精神。3、教材分析：本节课是沪科版高中物理必修一第五章研究力和运动的关系的第二节，主要是通过实验探究的方法研究物体的加速度a 跟物体受的外力F及物体的质量m三者之间的定量关系。传统教材中这节课先进行牛顿第二定律内容的教学，然后再用实验验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现，而现行教材则是将本节从原来的牛顿第二定律中单独取抽出作为一节实验探究课让学生分组自行设计方案，进行实验探究，并通

3、过实验数据的分析归纳得结论。在第一节中教材通过伽利略的理想实验的推理过程已经使学生对力和运动的关系有了初步的认识力的是改变物体运动状态的原因，物体在力的作用下运动状态要发生改变，而惯性（质量）又阻碍运动状态的改变，这是一个问题中的矛盾双方，教材将本节课安排为实验探究课，既能巩固学生对牛顿第一定律的认识，帮助学生澄清物体运动状态改变的难易程度，又能通过实验探究理解加速度与力和物体的质量之间的关系，为下一节牛顿第二定律的提出奠定重要基础，起到承上启下的作用。4、学情分析：通过初中两年的物理学习，已经深刻了解了实验研究物理问题的科学方法以及探究式学习方法在学习物理知识中的重要作用。加之高中阶段的学习

4、，学生对加速度的概念和牛顿第一定律有了基本的认识知道了力是产生加速度的原因， 而且学生逻辑推理能力和抽象思维的能力与初中相比也有了较大的提高，这都为学生能顺利完成本节实验探究奠定了良好的基础。当然学生在具体细节的操作上、实验数据的分析及实验误差的分析等方面不可能做得尽善尽美，若是教师若能进行适当的引导，还是可以达到本节课的教学目标的。5、教学方法分析依据教学目标和学情分析，以及建构主义理论和新课程理念确定本节课的教学方法为：实验探究法。6、课程标准解读课程标准对本节课的要求为：通过实验探究加速度与物体质量、物体受力的关系。课程标准中所使用的行为动词“探究”就是要让学生亲自设计实验，通过实验操作

5、，实验数据处理分析交流实验结果等环节找出加速度与力、质量的关系。 “探究”说明课程标准倡导学生自主探究，让学生尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。 “实验探究”的方法体现三维目标中的过程和方法，本节还需要运用的研究物理的方法控制变量法和化曲为直法，实验过程对实验数据的处理、分析与论证、评估与交流则体现了三维目标中的知识与技能及情感态度与价值观。3、 【教学目标】知识与技能：1、理解加速度的大小与力和质量的关系。2、通过实验探究加速度与力和质量的半定量关系。3、知道平衡摩擦力的方法。4、培养学生动手操作能力。过程与方法：1、 学生自己设计并定量地探究加速度和力、物体质量之间的关系。

6、2、知道用控制变量法探究多变量物理问题。3、会用图象法描述物理规律。4、知道由a m 图像向a 1/m 图像转化的化曲为直法在物理学中的应用。情感态度与价值观：1、通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。2、激发学生的求知欲和创新精神，培养与他人合作的团队精神。3、体会探究过程的基本环节并在活动中获得成就感。现代教学手段的的应用：4、 【教学重点及其教学策略】:重点：控制变量法的使用。如何提出实验方案并使用实验方案合理可行。实验数据的分析与处理。策略：通过类比初中阶段电流与电压电阻的过程，使学生学会多变量的研究方法。同时在探究活动中让学生展开充分的讨论交流，体会实验探究的合理性，严

7、谨性和必要性，在实验探究的基础上引导学生借助图像法对实验结果进行深入细致的分析和思考。5、 【教学难点及其教学策略】：难点：通过探究实验，认识并总结出结论。策略：联系生活中的生活现象，引导学生自己提出问题，积极猜想与假设，并类比以前研究多变量问题时的成功经验，自行设计实验方法，并通过不断交流补充，完善实验试验步骤，从而完成自主探究的过程， 并通过对实验数据的分析处理得出结论，加深学生对牛顿第二定律的深刻理解。6、 【教学准备】：实物投影仪、多媒体课件，小车，一端带定滑轮的长木板，带小盘的细线，祛码（规格：10g、20g、30g、40g,用作牵引小车的力）， 钩码（50g） 4个（用来改变小车的

8、质量），打点计时器（套数：够 全班4人一组用的，一般学校都应该有这样的器材），纸带，七、【教学过程】教学环节教师活动预设学生活动预设设计意图复习思考：积极思考并回答问题：新1、物体运动状态的改让学生加变是指哪个物理量的改速度深对描述运动课变状态和运动状2、标志物体运动状加速度态变化快慢的导态变化快慢的物理量是两个物理量的什么认识入问题讨论：学生讨论回答：1、牛顿第一定律告1、力是产生加速度的原诉我们力是改变物体运动状态的原因，我们可/、 可以说力是产生加速度 的原因因。让学生通过已有过生活猜2、加速度的大小与2、用大小不同的力推同想与假设力有怎样的关系，请根据 生活经验举例说明3、通过牛顿第f

9、 律的学习我们还知道物 体运动状态改变的难易 程度取决于什么4、加速度的大小写 与物体的质量之间具体 有怎样的关系根据生活经验举例说明刚才同学们猜想加速 度可能与外力成正比，与 质量可能成反比，可是怎 样才证明你们的猜测 是否止确呢一辆车推力越大，速度改变 越大，产生的的加速度也越 大，因血加速度的大小与可 能与物体所受到的外力成正 比。3、物体的惯性（物体质 量）4、用同样大小的外力推 空车时速度变化比推满的车 要快，闪”加速度也比用同 样的外力推满载的车时大， 囚川加速度的大小，可能与 物体的质量成正比。实验的方法经验，对加速 度和力、物体 质量之间的关 系有一个感性 认识，为后边 的探究

10、活动提 供方向。制实验研究方法的确定：在用实验来验证你 们的猜想之前，我们需要 解决以下几具问题：1、质量和力同时影 响加速度的大小，我们以 前遇到过一个物理量受 多个物理量影响的情况 吗1、遇到过：如探究电流 与电阻、电压之间的关系； 压强与力和面积等。指导学生定计划2、当时我们是采用 什么方法来研究的，具体 如何操作的试举一例说 明。2、控制变量法。先保 持导体电阻/、父，改变导体 两端电压，分析电流与电压 的关系；然后再保持导体两 端电压不交，改变导体的电 阻，分析电流与电阻的关系。与设3、本实验我们该采 用什么方法来研究加速 度与质量、力之间的关系 如何操作3、控制变量法。保持 物体质

11、量/、父，改变物体所 受外力，探究加速度和外力 的关系。保持物体所受外 力/、父，改变物体质量，探计究加速度和质量的关系。实介绍实验提供的实验装 置：打点计时器、交流电 源、一端带肩定滑轮的长验木板、小车、纸带、细纯、 钩码、刻度尺。问题：请利用实验台上的 实验器材设一个匀变 速直线运动，同时能测出 外力、加速度和质量。学生讨论并提出提出 合理的方案。1、怎样直接测量物 体的加速度1、用打点计时器，将纸 带固定在运动后物体，通过 分析纸带，利用逐差法求解。2、本实验中小车的 受力指小车所受的合力， 物体所受的台外力等M、2、不等于，应消除掉物 体所受到的摩擦力的影响。通过类比，让其体会实验研究

12、的基本思想方法在实验探 究中的重要 性。培养学生自主设计实验的能力，并使学生体会优化等于钩码的重力老师补充：事实上要让小 车所受合外力等于钩码 的重力，不仅仅要消除摩 擦力的影响，而且应满足 小车的质量远大于钩码 的质量，这个问题留到我 们后边解决。3、怎样用简单易行 的方法消除小车所受摩 擦力的影响怎样才正确 定小车所受摩擦力的影 响已被消除请几组同学代表上 黑板前交流自己的实验 方案，师生共同讨论方案 的合理性，严谨性和可行 性，确定最终的实验方 案。3、平衡摩擦力。将长木 板不带滑轮的那端稍稍垫 起，使小车的重力沿斜面的 分力与木板面对小车的摩擦 力成为一对平衡力，将小车 托着名氏带运动

13、，若打出来的 纸带点迹均匀则摩擦力已被 平衡。学生设计实验方案1、用天平测出小车的质量M将其记入数据表一；2、将长木板/、带滑轮的一端卜面垫上书本使具与水 平闻成一定夹角，反复调整， 使小车连同名氏带运动打出来 的点迹均匀为止水；选择是处理问 题的重要思 想。培养学生 严谨的科学态 度，为后面的 误差分析提供 依据。3、将一钩码通过细纯系 在小车上，接通电源放开小 车，使小车运动，用名氏带记 录小车轮的运动情况，并在 纸带上标上号码；4、保持小车的质量不 变，不断增加钩码的个数， 重复步骤3,给每次打出的纸 带上做上标记，将数据处理 后填在数据表一内；5、保持钩码的个数不 变，改变小车的质量（

14、增） 减小车上的钩码人用ae带记 录小车在同一拉力下运动的 情况，并在名氏带上标记，将 数据处理后填写数据表二 内。表一：m一定时，研究a处F的关系培养学生 制定计划和设 计实验的能 力，同时让学 生在与其他同 学的交流讨论 中借鉴别人的 经验，培养合 作意识。通过学生 自己设计表 格，使学生对 实验的过程大 致有个整理， 为后面分析数 据得出结论提实验序号123456作用力F加速度a表二：F一定时，研究a与M （小车与钩码的总质量）的关系实验序号123456小车质量M供依据。小车质量的倒数加速度a教学小结师生共同小结本节课学到的知识与方法。首先我们通过对生活实 例的分析确定r研究加速度 与力

15、、质量之间关系的实验 的研究思想一控制变量法； 其次掌握了平衡摩擦力的方 法并确定j研究方案。帮助学生 归纳所学知 识，加深对所 学知识的理 解。第 二 课 时复习巩周上节课我们共同确立 了 “探究加速度与力、质 量的关系” 一实验的实验 室方案，谁来重新陈述一 下。学生陈述。通过学生 对实验方案的 复述，加深学 生对实验方案 的理解，并促 使学生在分组 实验过程中能熟练操作。进通过学生本节课我们T用分组实验，提行各小组分工进行实验。实验来验证我们一节课实高学生的实验的猜想。验以小组为单位收集数据。能力，并在头组织学生进行分组和验过程中培养收实验，教师巡视，适时对学生的合作意学生实验中存在的问

16、题集识和团队协作进行指导。精神。证据学生可能会说，在保持实验进行完了，我们物小车量/、艾时，成倍增加通过学生对实能否直接从得到的实验小车所受外力，测得小车加验数据的不同数据直接得到实验结论分谈谈你的想法速度近似成倍增加；在保持处理方法，提小车所受外力/、父时，成倍高学生处理实增加小车的质量，测量小车验数据的能的加速度几乎成倍减小，可力。析见在误差允许的范围枳口速这位同学说的很好。度与外力成正比，与质量可那么对于我们测量出能成反比。和的实验数据还有其它能图像法更直观地帮助我们找到实验结论的处理方法吗减少实验数论处理实验数据。据处理过程中（可帮助学生用excel处理）学生采取汇报形式，各组绘图的繁

17、琐，展现自己的探究过程及结提高课堂效邀请每组中的代表到媒体展台前说明自己论。率。证处理数据的方法及得出生：作出aF图像，基的结论。本是一条过点的直线，即a与F成正比。生：作出a-M图像是条使学生能通曲线，规律不好找。过观察和实生：作出a1/m的图像，验，收集数据、师生共同总结实验结也近似是一条过原点的直处理数据，得论。线，即a与M成反比。出结论，体验科学探究的过程，感受成功的喜悦。结合自己的探究过程及发言同学所描绘的各实验组选派学生进行评估图像，你有什么新的发现 和体会吗引导学生解决一下问题：1、在平衡摩擦力时，小车质量改变是否要重即兴交流发言。通过评价与交流，培养学生勇于发现新调整木板的倾角

18、2、描绘出的a-F图 像虽是直线，但却后两种进行交流评价。问题、解决问 题的素养和严 谨求实。乐于交不过原点的情况，产生的 原因各是什么探索的科学精3、抽绦出的 a神。流1/m图像随小车质量的逐渐下跌，这是为什么小归纳本节课的重要收培养学生获，并强调团队协作精神养成科学探究结的可贵。的良好素养。课 外 作 业研究性学习：参照教材p110页的课 题研究，利用课余时间再 次对加速度与力、质量的 关系进行探究，并写出实 验报告。使学生再 次体会科学探 究的全过程， 培养学生的创 新精神和创新 能力，提高学 生学习物理的 兴趣。八、【教学反思】本节内容是一实验探究课，为突出新课程的理念，教学过程中我 主要突出以下几个方面：1、让学生获得体验。科学探究的目的不仅仅在于得出结论，更 重要的是经历实验探究的整个过程。由于在一节课内很难使学生经历 从“提出问题、猜想假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证 据、分析与论证、评估与交流”的全过程，并且本实验是高中阶段的 第一个探究性试验，对于以后的探究性实验具有示范作用， 所以本节 内容我用了两个课时：第一课时主要完成进行实验设计任务， 第二课 时进行实验并通过交流流得出实验结论。2、突出学生的主体地位。实验思想和方案的确立比进行实验本 身更重要。因此在实验思想和方案实验方案的确立过程中，我注重学 生的积极参与过程，既肯定学生开放性的设