《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计

时间：2023-02-25 20:53:34 教学设计我要投稿

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　　作为一位优秀的人民教师，总不可避免地需要编写教学设计，教学设计是一个系统设计并实现学习目标的过程，它遵循学习效果最优的原则吗，是课件开发质量高低的关键所在。怎样写教学设计才更能起到其作用呢？下面是小编精心整理的《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计，欢迎阅读与收藏。

《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计

　　一、指导思想

　　本节课的学习，依据人教版高中物理必修一课本实验二，建构主义的学习理论、多元智力理论和后现代主义。根据学生最近发展区，设计活动，通过“科学探究→收集数据→分析处理数据→建构概念”的教学流程，学生动手操作测量利用小车与加速度与力，质量的关系，经历科学探究过程，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中，总结得到加速度与力，质量的关系

　　二、教学背景分析

　　1、本节的教学内容是建立在质量、力，加速度的概念基础之上，通过实验探究收集数据、交流讨论，建立概念的教学，是对简单机械的拓展和深化，进一步认识三者之间的关系，是学生探究能力提升的过程之一。

　　2、高一学生现阶段能力发展水平不平衡，形象思维能力较强，逻辑思维能力发展水平不高，但具有一定的物理实验的基本技能和基本方法，已初步具备收集、记录实验数据，分析实验数据得出结论的能力。学生通过前面的学习已经知道牛顿第二定律，通过本节课的学习可以加深学生对牛顿第二定律的理解。

　　3.教学方式

　　通过探究加速度与力、质量的关系，速度是描述物体运动状态的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量。因此也可以说，加速度是描述物体运动状态变化快慢的物理量。由前面的学习我们知道，力是改变物体运动状态的原因，质量大的物体运动状态不容易改变。这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关系。

　　4.教学准备

　　多媒体课件，小车一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细线两条；钩码(规格:10g20g，用作牵引小车的力)；砝码(规格:50g100g200g，用来改变小车的质量)；刻度尺、计算器，铅笔；文件夹；粗线绳(用来牵引小车).打点计时器、电源、纸带、气垫导轨.

　　三、教学目标

　　1.知识与技能

　　(1)理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和必要性。

　　(2) 理解实验思路的合理性，以及用图像处理实验数据的有效性。

　　(3) 体验如何平衡摩擦阻力、减小实验系统误差的操作方法。

　　(4) 体会整个探究过程的科学严谨和合理性。

　　学习重点：

　　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. 实验数据的分析与处理。

　　学习难点：

　　1. 如何提出实验方案并使实验方案合理可行。

　　2. 实验数据的分析与处理。

　　2.过程与方法

　　(1)指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验.

　　(2)学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验

　　(3)对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题.

　　3.情感、态度与价值观

　　(1)在实验探究活动中，有乐于探索、合作交流的情感。

　　(2)在探究活动过程中，养成严谨求实的态度。

　　四、教学内容

　　本节实验分别从“加速度与力的关系”和“加速度与质量的关系”两方面进行研究。

　　（一）实验思路：

　　将小车置于水平木板上，通过滑轮与槽码相连。小车可以在槽码的牵引下运动。

　　加速度与力的关系：保持小车质量不变，通过改变槽可证明这两个力只是近码的个数改变小车所受的拉力。小车所受的拉力可认为与似相等，条件是槽码的质槽码所受的重力相等。测得不同拉力下小车运动的加速度，量要比小车的质量小很多。分析加速度与拉力的变化情况，找出二者之间的定量关系。

　　加速度与质量的关系：保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量。测得不同质量的小车在这个拉力下运动的加速度，分析加速度与质量的变化情况，找出二者之间的定量关系。

　　（二）物理量的测量

　　本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量、物体所受的作用力和物体运动的加速度。

　　质量的测量：可以用天平测量质量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。

　　加速度的测量：方法1小车做初速度为0的匀加速直线运动，则测量小车加速度最直接的办法就是用刻度尺测量小车移动的位移x，并用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后由a=2x/t2

　　计算出加速度a。

　　方法2将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度（参考第一章的实验方法）。

　　方法3 在这个实验中也可以不测量加速度的具体数值。这是因为我们探究的是加速度与其他物理量之间的比例关系，因此测量不同情况下物体加速度的比值即可。

　　如果能做到让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由（1）式可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即

　　x1/x2=a1/a2

　　这样，测量加速度就转换成测量位移了。

　　力的测量现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在。然而，一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的。因此，实验中作用力F的含义可以是物体所受的合力。

　　如何为运动的物体提供一个恒定的合力，如何测出这个合力是本实验的关键，有很多可行的方法。下面参考案例中的方法可供选用，也可以设计其他方法。

　　（三）实验过程

　　1，用天平测出小车的质量，用天平测出小桶及沙子的总质量。

　　2，按图安装实验器材。

　　3，平衡摩擦力。在长木板没有定滑轮的一端垫小木块，使之形成倾角较小的斜面，使滑动摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡。轻推小车使小车近似做匀速直线运动。

　　4，挂上沙桶，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点。通过纸带算出加速度。

　　5，保持小桶里沙子的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次。

　　6，作a－F的图像。描点作图，若这些点在一条直线上，证明了加速度与力成正比。

　　7，保持小桶和沙子质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤4，作a－1/m图象。若图像为一直线，则证明加速度与质量成反比。

　　（四）实验数据

　　1. 探究加速度与合力的关系

　　F/N

　　a/(ms-1)

　　2. 探究加速度与质量的关系

　　M/kg-1

　　a/(ms-1)

　　五、教学过程

　　教学环节

　　教师活动

　　学生活动

　　设计意图

　　（一）引入

　　（二）开始实验

　　（三）结束实验

　　（四）总结

　　1，发文案，投影

　　分组定性讨论。

　　下发纸张让各小组将讨论结果写下来。

　　带领学生进入实验室，强调实验室使用规范。

　　讲解实验内容，演示操作，分析原理。

　　将学生分为四个小组进行实验，巡视学生实验，指出不当操作。

　　让各小组将实验结论与讨论结论做对比，并派一位代表作总结发言。

　　分为四个小组分别讨论四种不同情况。

　　写下讨论结果。

　　依次进入实验室，听从老师安排。

　　开始实验。

　　完成实验，得到数据，画出表格，通过数据总结关系。

　　实验结论与讨论结论做对比，并派一位代表作总结发言。

　　通过投影和小组讨论的形式引入主题，增加学生对实验和学习的兴趣。

　　通过实验结论与自己讨论的结论形成对比加深学习印象。

　　保证学生在实验室的安全。

　　保证实验进行顺利。

　　加深学生印象，为今天的实验作总结。

　　详细过程：

　　1.预习：通过APP向学生讲解本节课实验的原理，过程，要求，让学生对本实验有基本的了解。让学生分成四组通过刚刚讲解的原理进行讨论，预测本实验的结果，并记录。

　　2.演示：将学生带进实验室，先向学生强调物理实验室注意事项,亲自演示一遍实验过程，并在演示的过程中讲解重难点和重要事项。

　　3.实验进行：让学生分为四组合作进行实验，巡视学生实验过程，纠正学生的错误操作。

　　4.总结：总结本次实验的结果，并让学生对比自己先前的讨论结果，并让四组小组选一位代表总结自己小组的成果。

　　六、板书设计

　　1，实验：探究加速度与力，质量的关系

　　2，加速度与力的关系

　　3，加速度与质量的关系

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