牛顿定律实验设计

牛第定研性验计泉一何伯新程念理新课程标准中，注重了整个实验方案(包原理、装置、器材选择、实验步骤和数据处理等的设计实验设计是在一些特的要求和条件下，自行设计和实验，活运用知识和技能，进行的创新性思维和实践活动实验设计能全面培养学生综合运用所学知识的能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作的能力因此新课教案中以实验设计为载体培养学生的创新能力.给我们物理教师如何进行物理实验教案提出了一个新的课高一共同必修模块“物理1力学实验的重点应放在牛顿第二定律的实验设计实设的本路验设计的关键在于实验目的的把握在于实验原理的计，它是进行实验的依据和起点决了应选或需些实验器材测量哪些物理量，如何编排实验步.学分在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受.已具备一定的实验操作技能，会用打点计时器研究匀变速直线运动；学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习合作探究等方面的力有了一定提高将自己的见解与他人交流的愿望具有团队精神教重和点教重：①．知道决定物体加速度的因.②．加速度与力和质量的关系的探究过.教难：①．引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案教案目．识技目：①生确物体的加速度只力与和质量有关过实验探究它们之间的定量关系；②．培养学生获取知识和设计实验的能力；．程方目：①．让学生体会探究过程②．在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法等

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情、度价观标①．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精.②．让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情.教材处与教案策略在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时第学时主要的任务是：为探究加速度与1

力质的关系做知识上的准备第二学时主要的任务是立牛顿第二定律并进行初步的应用教案过（一）入新课1．习提问物体运动状态变化的快慢用什么物理量来描述？答：运动状态就是速度，运动状态变化的快慢就是速度变化的快慢，所以物体运动状态变化的快慢用加速度来描述，运动状态变化的快则加速度大，运动状态变化的慢则加速度小.2．提出猜想物体的加速度与哪些因素有关呢？请同学猜一．其实很多时候我们让学生猜想时家往往是瞎猜一气比较盲目这就失去了猜想的意义，我们需要的是科学的猜想，是有一定依据的猜想．物体的加速度与哪些因素有关?举个生活中的例子请同学们从生活经验出发提出自己的猜想，看看是不是心里更有★体操运动员与相扑运动员身材的差.（轻灵，笨重）★战斗机返场时是否打开降落伞有什么差别？V-T图像）预测学生有代表性的回答可能有以下几方面在学生分析的过程中板书归.）①．与物体质量有关：质量越小，加速度就越.②．与物体受到的外力有关：力越大，加速度越.我们的猜想是否正确呢，需要用实验来检验．我们这节课就是要设计一个探α与F、定量关系的实验（二）行新课探究F、的定量关系确实验方法教师：要探α与的定量关系，这里有三个变量，我们应该采用什么样的物理方法来研究与、的定量关系呢？预

学生的分析可能如下：采用控制变量法分两步进行研究：①．保持研究对象的质量m一时，研究加速度a和外力F的关系；②．保持研究对象受到的合外力F一定时，研究加速度a和量m的系然后综合两次的研究结果进行理和归纳可找出a与mF者之间存在的关系说

初中阶段学生曾多次应用过控制变量如学生回答有误，教师启发学生回忆：研究电流与电压和电阻这三者关系所采用的方.．设实验方案①实验目的②验原理③器选择④作控制2

⑤数据记录⑥据处理⑦验结论⑧差分析3、创设理情境问题：要研究加速度就必须使小车作匀加速直线运动，如何让小车做匀加速直线运动？答：在小车上拴一根细线，细线通过定滑轮挂一个小桶，小桶拉着小车做匀加速直线运动.（如果用手拉小车，力的大小会变化难制不易使小车做匀加速运动可性、

物理量测量(a、、F)①何测小车的加速度？答：用打点计时器测加速度，②何测小车的质量，如何改变小车的质量，答：用天平测质量，通过增减小车上的砝码来改变小车的质量，③何测小车所受的拉力？如何改变小车所受的拉力？答：测出小桶与小桶中砝码的质量，小桶与小桶中砝码的总重力当小车受到的拉力F，

改变小桶内的重物来改变小车受到的拉力等效替）④车受到细线的拉力和小桶与小桶中砝码的总重力的大小关系？答：只有在重物的质量m远小于小车的质量M时，才可近似认为重物所受的重力等于小车的拉力，即：拉力≈（如果细线的拉力F等小桶与小桶中砝码的总重力m，那么小车做的就是匀速直线运动而不是匀加速直线运动单精重）⑤车的加速度仅仅是细线的拉力产生的吗？答：小车的加速度是小车受到的合外力产生的，是所有外力作用的结.⑥据我们前二章学习的知识，如何得到合外力？答：用力的合成和分解得到合外力，但这种方法不容.⑦不能让绳子的拉力成为合外力？如果能，该怎么做答：让绳子的拉力以外的力合力为零，则绳子的拉力就是合外提出平衡摩擦力的概念）⑧否已经平衡摩擦力，判断标准是什么？答将板无滑轮的一端稍微垫高一些重力的分力来抵消摩擦力直到小车不挂重物时能匀速运动为止，通过纸带上点的分布来判断3

5、设计据表格（标题、横行、纵栏和数字资料）数据表格的结构主要是由标题、横行、纵栏和数字资料三部分构请同学们动手设计两个表格一是质量M一定时加速度a和外力关系另个是合外力一时，加速度a和量M的系.（1质量M定时，加速度a和外力的系实验次数小车受到的合外力F/N加速度

12345a/m·s

-2（2）

合外力一时，加速度a和质量M的关系实验次数123小车的质量M/kg加速度a/m·s-26何进行数据处理

45教案反本实验是高中力学中最复杂的实验.我尝试在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时第一学时主要的任务是：为探究加速度与力、质量的关系做理论上的准备；第二学时主要的任务是：探究牛顿第二定律（加速度与力、质量的关系）.不于以前老师灌输牛顿第二定律给学生然学生做验证实验的常规做法课教案中以实验设计为载体将验证牛顿第二定律改成探究牛顿第二定律探究牛顿第二定律的机会还给学生验证牛顿第二定律改成探究牛顿第二定律物理实验设计能培养学生对实验目,器、装置、步骤和操作方法等进行