資源簡介

《牛頓第二定律--實驗探究：加速度與力、加速度的關系》教學設計
教材分析：本節選自魯科版必修一第五章第二節，是一節實驗探究課。本節通過實驗探究加速度與力、質量的關系，為下一節牛頓第二定律的學習奠定基礎。教材先從日常生活中常見的推車情景，提出探究問題，在進一步通過實驗探究加速度與力、質量的關系。
教學目標：
【物理觀念】能用圖像分析實驗數據并得出實驗結論；會分析導致實驗誤差的原因，提出減小實驗誤差的措施。
【科學思維】理解探究加速度與力、質量的關系的科學探究方案，有控制變量的意識。
【科學探究】能完成“探究加速度與力、物理質量的關系”實驗；能設計實驗方案，有控制變量的意識；能根據數據形成結論，會分析導致誤差的原因。
【科學態度與責任】在實驗的設計和實施中，增強學生的溝通交流能力和實驗操作能力；培養學生實事求是、科學求真的物理態度。
學習者分析：
1 學生具備的學科知識分析
本節課的教學對象是高中一年級的學生，學生已經掌握了力、質量、加速度、慣性等概念，完成了牛頓第一定律的學習。學生初步掌握物體的運動規律，初步了解物體間的相互作用，能分析物體的受力情況，知道力是改變物體運動狀態的原因、質量是慣性大小的量度，意識到運動和力存在著某種重要的關系。
2 學生具備的學科能力分析
高一學生已具有一定觀察實驗、分析解決問題的邏輯思維能力，能運用運動學實驗探究運動性質，熟悉實驗研究的控制變量法和比較法，能熟練的使用計算機及一些相關的軟件。學生已經具備一定的數據處理及數據分析的能力，熟悉列表法和圖像法處理實驗數據。
學生對于探究實驗的體驗分析
3 學生已經會用打點計時器測加速度；會用天平測質量。而且學生對未知新事物有較強的探究欲望，因此，在教學過程中，通過創設物理情境，以觀察生活現象和實驗探究為基礎，逐步引導學生深刻理解加速度和力、質量的關系，實現知識的意義建構是可行的。
教學重難點分析及解決措施：
【教學重點】理解實驗原理及設計；能根據實驗方案完成實驗，記錄和分析實驗數據得出結論
【教學難點】
1、根據探究方案完成實驗，運用圖像分析實驗數據并得出實驗結論
2、分析導致實驗誤差的原因。
教學設計
教學環節 起止時間（’”- ’”） 環節目標 教學內容 學生活動 媒體作用及分析
復習引入 0’00”-5’00” 引導學生自己發現幾個物理量的聯系，進而提出猜想，激發學生的學習興趣 回顧牛頓第一定律的內容以及“加速度”、“質量”、“力”三個概念的物理意義.教師歸納分析：a 、F 、m 提出質疑：三者是不是有某種關系呢？結合生活實例得到：物體的質量一定時，受力越大，它獲得的加速度越大；物體受力一定時，它的質量越小，加速度越大。 回顧牛頓第一定律。學生思考：三者的物理意義有聯系，可能會有某種關系。 利用物理量關鍵詞的漸入，引導學生得到幾個物理量的關系
確定方法 5’00”-6’00” 根據三個物理量的特點以及學生掌握的方法，確定本課內容使用的方法和實驗的探究思路 從復習鞏固以及結合生活實例，說明加速度與物體質量和受力都有關系，要想探究三個物理量之間的關系，用什么方法實驗的探究思路應該分為幾方面呢？教師歸納總結實驗的探究思路確定為兩個方面：一是保證質量不變，探究加速度與外力的關系；二是保證外力不變，探究加速度與質量的關系。 根據已知條件，學生簡單討論：探究這三個物理量之間的關系需要那幾個方面 明確實驗方法-控制變量法
提出方案 6’00”-15’30” 根據實驗要測得的物理量選擇可行的實驗方案 提出問題讓學生討論思考：1我們需要測量哪些物理量？2測量這些物理量又需要使用哪些物理儀器引導學生提出如下方案：方案一：M：天平F：鉤碼的重力代替小車受到的恒力a: 打點計時器、紙帶、Δx=aT2方案一的困難：求加速度：求解加速度復雜方案二·：M：天平F：鉤碼的重力代替小車受到的恒力a: 在excel表格中輸入逐差法公式，計算得到a 學生分組討論，小組代表闡述本組結論。 利用表格的遮罩引導學生討論實驗步驟和器材，體現學生的主體性
實驗驗證 20’30”-38’00” 使用方案二采集數據，實驗驗證。通過得到的數據填入表格擬合曲線，找到物理量之間的關系。應用總結出的規律分析問題。 應用實驗方案二，學生小組實驗探究，記錄實驗數據（1）保持小車質量不變，改變拉力，測出不同拉力F作用下小車的加速度a。為了更直觀地分析判斷加速度a與物體受力F間的數量關系，你認為采用什么分析方法較好？（圖象法，作a-F圖象）作出a——F圖象結論一：m不變，a與F成正比（2）保持拉力不變，改變小車質量，測出不同質量時小車的加速度a。作出a——m圖象，猜想物體的加速度a與其質量m之間的關系（在相同力的作用下，質量m越大，加速度a越小，可能是“a與m成反比”，但也可能是“a與m2成反比”，甚至更復雜的關系）對a與m關系的探究，有一個技巧，找的是a與1／m的關系，這樣做的優勢是什么？（如果畫a-m圖象，得出曲線，由于實驗誤差，擬合曲線時，我們不能保證圖象一定是雙曲線，故畫成a-1／m圖象更能直觀地判斷a與m成反比）轉作出a——1/m結論二：F不變，a與m成反比 研究實驗操作步驟，討論注意事項，提出數據處理方法，輔助老師完善方案設計，完成實驗探究，仔細觀察實驗過程。 利用excel數據處理處理數據，減少冗余的計算時間，得到更合理的線性關系。利用移動授課拍攝學生的實驗數據，更直觀。
驗證結論 38’00”-42’00” 驗證猜想 結論：加速度和力成正比和質量成反比驗證了剛開始的猜想，三個物理量之間的定量關系 通過數據處理得到結論驗證猜想 利用數據處理方式引導得到牛二定律
誤差分析及課下思考 42：00-45：00 引導學生提出不同的實驗方法，提高課下閱讀的能力 1、不直接測小車加速度能否找到幾個物理量之間的關系？2、實驗在操作時應注意砝碼質量要遠小于小車質量，為什么要這樣做？3、分析這三個圖出現的原因 逐步展示題目，并利用顯現方式引導學生思考
教學流程圖
a、F、m的關系如何
確定方法
復習引入
控制變量法
Excel表格處理數據
實驗驗證
提出方案
a與F成正比，a與m成反比
誤差分析及課下思考
驗證結論

展開更多......

收起↑