2012高中物理 4.3探究牛顿第二定律教案 粤教版必修1

1、4.3 探究加速度与力、质量的定量关系一、教材分析新课标较原有的教学大纲更注重对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力的培养，以本节课为例，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，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，更重要的是如何设计实验，如何提出问题，以及如何操作，如何进行数据处理，分析并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的方法和技巧。至于学生自己设计的方案不管是否符合要求，不管实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的。因此，本节课的三维目标制定如下：二、教学目标1知识与

2、技能目标（1）理解物体运动状态的变化快慢即加速度大小与力有关，与质量也有关；（2）通过实验探究加速度与力和质量的定量关系；（意图：加速度与质量的定量关系下一课时探究，实践证明1课时45分钟根本无法探究2个问题，若调成2课时合上，又给学校正常的教学秩序带来不便，所以建议分2课时探究。）（3）培养学生动手操作能力。2过程与方法目标（1）指导学生半定量地探究加速度与力和质量的关系，知道用控制变量法进行实验；（2）引导学生自己设计实验，并根据设计进行实验；（3）对实验数据进行处理，并能根据数据结果得出结论。3情感态度与价值观目标（1）通过实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度；（2）通过探究激发学

3、生的求知欲和创新精神。（3）培养与人合作的团队精神。三、教学重点1控制变量法的使用；2如何提出实验方案，并使实验方案合理可行；3实验数据的分析和处理。四、教学难点1在老师引导下提出切实可行的实验方案；2实验的操作过程；2充分准备教学器材，让更多的学生参与。五、教学用具多媒体课件，小车（56辆，每辆车上贴上质量为200g，贴上“参照车”与“实验车”字样），一端带有滑轮的长木板（56个），一次性小塑料口杯及棉线套（56个，质量可忽略），50g规格钩码28盒（每盒10个），托盘天平砝码56盒，刻度尺（米尺），线绳若干，铁文件夹28个，计算机和大屏幕投影系统一套，计算器。六、教学要求上课地点为实验室，

4、共分成28组，23个学生一组，选出组长一名。每组桌上贴上组号，每组同学带课本，计算器，铅笔。七、课时安排2课时（第1课时探究实验方案，第2课时实验操作、分析实验数据、得出结论）八、教学过程、第1课时：设计实验方案（教师组织学生讨论并回答学案上的问题）问题1：本节课研究物体运动的加速度大小跟什么有关，请同学们先猜一猜加速度大小跟什么有关？教师注意：学生可能猜出质量和力以外的因素，教师引导或告之本节课只探究加速度与力和质量的关系。问题2：请同学们猜一猜加速度与力、质量有什么关系，列举出实例。如果学生说不出实例，教师可以列举以下典型的例子：绿灯亮后，摩托车先冲出，然后小轿车，最后载重货车，说明质量大

5、加速度小；方程式赛车的发动机功率大，启动快，加速度大，说明力大加速度大。播放以上例子的视频。问题3：能否从理论上验证力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小是合理的？参考答案：力是改变运动状态的原因，力大运动状态容易改变，而运动状态的改变快慢是用加速度来描述的，因此力大，加速度大；质量是惯性大小的量度，质量大，惯性大，运动状态难改变，即加速度小。教师注意：学生回答这一问题时，容易用举实例法，教师注意引导从理论出发。问题4：研究一个物理量同时与两个物理量有什么关系，应当采用什么方法？(学生很容易回答出用控制变量法)。问题5：初中用过这种办法吗？举例说明。（安排此问题的目的是向学生进行物理学研究方

6、法的教育）参考答案：在讨论电流与电压、电阻两个量是什么关系时；在讨论压强与压力、作用面积两个量是什么关系时。问题6：保持质量一定，怎样研究加速度与力的关系，或保持力一定，怎样研究加速度与质量的关系？学生会回答出用打点计时器测出几个加速度及所对应的力，分析加速度与力关系或加速度与质量关系，若不提测加速度，可追问如何测出加速度。以上6个问题难度不大，建议采用单独让某个学生回答的方式即可，不必给时间进行小组内讨论。问题7：鉴于用纸带测出加速度是我们已经掌握的一种技能，因此本次探究加速度与力、质量关系不想用此方法。请同学们另外设计出一种切实可行的实验方法？（1）阐述实验的理论依据及对实验方法的初步设计

7、。（2）在此理论框架内，具体的实验方案是什么？组内讨论6分钟，每组组长准备发言。在学生讨论期间，教师巡视参与讨论交流，如果时间过半还有一些组提不出方案，教师可提醒该组学生参考课本44页“做一做”栏目，再讨论参考答案：理论依据及初步设计：两物体均做初速度为零的匀加速直线运动，由知，相同时间内的位移关系，就是他们的加速度关系。具体实验方案：课本73页参考案例。学生在阐述时可能（1）（2）两个问题混在一起说出，只要合理、清晰即可；另外理论依据与方案课本上都有，学生看了课本就很容易回答此问题。引申问题：在此理论依据下，能否再设计出一种实验方案，组内讨论10分钟后组长发言。（讨论后，刚才只提出课本上方案

8、的组重点发言，已经提出不同于课本上方案的组也可以再提出第3种方案。）教师组织同学们对各种方案进行评价，只要合理可行即可。最后教师指出：本节课用课本72页的方案。问题8：绳拉小车的力是小车受的合力吗？学生很容易提出还有摩擦力。问题9：我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复杂化，那么怎样去掉摩擦力呢？组内讨论5分钟后组长发言。参考答案：（1）用重力分力平衡掉摩擦力（教师可投影图片解释），为此可以倾斜木板，直到小车放上后恰能静止或被轻推后匀速。（2）减小摩擦力直到可忽略，可采用气垫导轨。、第2课时：做实验并记录、分析数据，得出结论一、实验前教师做以下交待：1为了

9、节省时间，教师给学生做一下分工，1-14组探究加速度与力的关系，参照表一和表二要求（见学案）；15-28组探究加速度与质量的关系，参照表三和表四要求（见学案），要填写好表格。2平衡摩擦力时不必将拴有口杯小桶的绳子解下，车后拖的绳子也不用解下，放在车上即可。3注意铁夹子的位置。4注意实验中同学之间互相配合，如谁扶住板，谁控制铁夹开启、闭合，谁负责更换砝码和保证绳在滑轮内并负责保护仪器，谁负责测量记录等。附： 表一（两车质量均为200g+100g） 参照车实验车组别绳上挂的钩码/g（代表力F1）位移x1/cm绳上挂的钩码/g（代表力F2）位移x2/cm120 30 2

10、20 40 320 50 420 60 520 70 表二（两车质量均为200g+100g）组别115 220 325 430 535 表三（两车绳上挂的钩码均为40g） 参照车实验车组别车和车上砝码总质量/g（代表质量m1）位移x1/cm车和车上砝码总质量/g（代表质量m2）位移x2/cm1300 200 2300 400 3300 500 4300 600 5300

11、0;700 表四（两车绳上挂的钩码均为40g）组别12/3=067 24/3=133 35/3=167 46/3=200 57/3=233 （以上实验过程36 min）二、分析实验数据并得出结论让学生分析表二和表四，并得出结论。参考答案：在两车质量一样的情况下，实验车受的力是参照车的多少倍，加速度就是参照车的多少倍，说明加速度与力成正比；在两车受力一样的情况下，实验车总质量是参照车的几倍，加速度就是参照车的几分之一，说明加速度与质量成反比。九、课堂小结1高中第一次接触控制变量法。2爱因斯坦有一句名言：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”，因此猜想出加速度与质量、力的关系比实验验证重要，提出实验方案比实验操作重要，通过本节课，大家要好好体会。3体会合作的含义，现代科研是需要团队精神的。十、作业1完成实验报告。2设计“探究加速度与质量关系”方案。3思考如何进行数据处理？十一、教学反思1关于时间分配问题首先实验设计环节最能体现学生的创造能力，应该多花一些时间，学生在课堂上能提出切实可行的实验方案，而且思维相当活跃，在思维高潮时刻嘎然而止，学生有点意犹未尽的感觉。其次实验设计也不应该仅仅是设计出方案，还应该设计出操作步骤，如总共做几次实验，每一次的车质量与力分别多大，采集数据的表格如何设计，应该怎样处理数据等。