視頻標(biāo)簽：加速度與力,質(zhì)量的關(guān)系

所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版必修一物理第四章第二節(jié)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系-天津

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：人教版必修一物理第四章第二節(jié)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系-天津

教學(xué)目標(biāo)
知識與技能
1、學(xué)會用控制變量法探究加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系
2、應(yīng)用圖像法分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
3、從實(shí)驗(yàn)中得出加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比
過程與方法
1、體驗(yàn)科學(xué)研究的基本步驟：猜想—設(shè)計(jì)思路----設(shè)計(jì)方案—處理數(shù)據(jù)—驗(yàn)證
2、知道一種常用的研究方法——控制變量法
3在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出a∝F、a∝1／m的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并使學(xué)生對牛頓第二定律有初步的理解。
情感態(tài)度與價值觀
1．通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，激發(fā)學(xué)生的探索與創(chuàng)新意識。
2、培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。
3、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神和協(xié)作意識，敢于提出與別人不同的見解。
2學(xué)情分析
 1  學(xué)生具備的學(xué)科知識分析
    本節(jié)課的教學(xué)對象是高中一年級的學(xué)生，學(xué)生已經(jīng)掌握了力、質(zhì)量、加速度、慣性等概念，完成了牛頓第一定律的學(xué)習(xí)。學(xué)生初步掌握物體的運(yùn)動規(guī)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(yùn)動狀態(tài)的原因、質(zhì)量是慣性大小的量度，意識到運(yùn)動和力存在著某種重要的關(guān)系。
1.     2  學(xué)生具備的學(xué)科能力分析
    高一學(xué)生已具有一定觀察實(shí)驗(yàn)、分析解決問題的邏輯思維能力，能運(yùn)用運(yùn)動學(xué)實(shí)驗(yàn)探究運(yùn)動性質(zhì)，熟悉實(shí)驗(yàn)研究的控制變量法和比較法，能熟練的使用計(jì)算機(jī)及一些相關(guān)的軟件。學(xué)生已經(jīng)具備一定的數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)分析的能力，熟悉列表法和圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
1.    學(xué)生對于探究實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)分析
  3 學(xué)生已經(jīng)會用打點(diǎn)計(jì)時器測加速度；會用天平測質(zhì)量；已接觸過光電門和氣墊導(dǎo)軌。而且學(xué)生對未知新事物有較強(qiáng)的探究欲望，因此，在教學(xué)過程中，通過創(chuàng)設(shè)物理情境，以觀察生活現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)探究為基礎(chǔ)，逐步引導(dǎo)學(xué)生深刻理解加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)知識的意義建構(gòu)是可行的。
3重點(diǎn)難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)	1、用控制變量法探究加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系 2、如何提出實(shí)驗(yàn)方案并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行．
教學(xué)難點(diǎn)	1、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并畫出相關(guān)的圖像 2、對探究性實(shí)驗(yàn)的把握。

4教學(xué)過程
4.1第一學(xué)時
4.1.1教學(xué)目標(biāo)
知識與技能
1、學(xué)會用控制變量法探究加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系
2、應(yīng)用圖像法分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
3、從實(shí)驗(yàn)中得出加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比
過程與方法
1、體驗(yàn)科學(xué)研究的基本步驟：猜想—設(shè)計(jì)思路----設(shè)計(jì)方案—處理數(shù)據(jù)—驗(yàn)證
2、知道一種常用的研究方法——控制變量法
3在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出a∝F、a∝1／m的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并使學(xué)生對牛頓第二定律有初步的理解。
情感態(tài)度與價值觀
1．通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，激發(fā)學(xué)生的探索與創(chuàng)新意識。
2、培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。
3、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神和協(xié)作意識，敢于提出與別人不同的見解。
4.1.2教學(xué)重點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)

1、用控制變量法探究加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系 2、如何提出實(shí)驗(yàn)方案并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行．

4.1.3學(xué)時難點(diǎn)

教學(xué)難點(diǎn)

1、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并畫出相關(guān)的圖像 2、對探究性實(shí)驗(yàn)的把握。

4.1.4教學(xué)活動
活動1【講授】探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

教 學(xué) 過 程
教學(xué)環(huán)節(jié)	教學(xué)內(nèi)容	教師活動	學(xué)生活動	設(shè)計(jì)意圖
復(fù)習(xí)引入	回顧牛頓第一定律的內(nèi)容以及“加速度”、“質(zhì)量”、“力”三個概念的物理意義	上節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)了牛頓第一定律，現(xiàn)在我們先回顧一下牛頓第一定律的內(nèi)容（提問學(xué)生） 教師歸納分析：a  、F  、m      提出質(zhì)疑：三者是不是有某種關(guān)系呢？ 結(jié)合生活實(shí)例得到：物體的質(zhì)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(zhì)量越小，加速度越大。	回顧牛頓第一定律。 學(xué)生思考：三者的物理意義有聯(lián)系，可能會有某種關(guān)系。	引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)幾個物理量的聯(lián)系，進(jìn)而提出猜想，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
確定方法	根據(jù)三個物理量的特點(diǎn)以及學(xué)生掌握的方法，確定本課內(nèi)容使用的方法和實(shí)驗(yàn)的探究思路	從復(fù)習(xí)鞏固以及結(jié)合生活實(shí)例，說明加速度與物體質(zhì)量和受力都有關(guān)系，要想探究三個物理量之間的關(guān)系，用什么方法   實(shí)驗(yàn)的探究思路應(yīng)該分為幾方面呢？   教師歸納總結(jié) 實(shí)驗(yàn)的探究思路確定為兩個方面： 一是保證質(zhì)量不變，探究加速度與外力的關(guān)系； 二是保證外力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。	根據(jù)已知條件，學(xué)生簡單討論：探究這三個物理量之間的關(guān)系需要那幾個方面	通過討論，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作意識和團(tuán)隊(duì)精神，引發(fā)學(xué)生積極思考。
提出方案	我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)要測得的物理量選擇可行的實(shí)驗(yàn)方案	提出問題讓學(xué)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(dǎo)學(xué)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(diǎn)計(jì)時器、紙帶、Δx=aT2   方案一的困難： 求加速度：求解加速度復(fù)雜   方案二·： M：天平 F：鉤碼的重力代替小車受到的恒力 a: 傳感器在電腦上直接繪制v-t圖像，擬合曲線得到斜率	學(xué)生分組討論，小組代表闡述本組結(jié)論。	由感性認(rèn)識上升到理性思考，根據(jù)已經(jīng)學(xué)過的知識來確定實(shí)驗(yàn)原理，可以使學(xué)生體會如何將所學(xué)的知識指導(dǎo)實(shí)踐，加深對知識的理解。 通過巧妙的方案設(shè)計(jì)能夠讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，也激發(fā)學(xué)生優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案的興趣。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證	使用方案二采集數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 通過得到的數(shù)據(jù)填入表格擬合曲線，找到物理量之間的關(guān)系。 應(yīng)用總結(jié)出的規(guī)律分析問題。	應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方案二，在學(xué)生的輔助下完成實(shí)驗(yàn)探究，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)   （1）保持小車質(zhì)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(shù)量關(guān)系，你認(rèn)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(jié)論一：m不變，a與F成正比   （2）保持拉力不變，改變小車質(zhì)量，測出不同質(zhì)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(zhì)量m之間的關(guān)系（在相同力的作用下，質(zhì)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(fù)雜的關(guān)系） 對a與m關(guān)系的探究，有一個技巧，找的是a與1／m的關(guān)系，這樣做的優(yōu)勢是什么？（如果畫a-m圖象，得出曲線，由于實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)作出a——1/m   結(jié)論二：F不變，a與m成反比	研究實(shí)驗(yàn)操作步驟，討論注意事項(xiàng)，提出數(shù)據(jù)處理方法，輔助老師完善方案設(shè)計(jì)，完成實(shí)驗(yàn)探究，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過程。	學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并互相交流，培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，為以后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究打下基礎(chǔ)。尊重事實(shí)，實(shí)事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。 讓學(xué)生熟悉處理數(shù)據(jù)的幾種基本方法：列表法和圖像法，并學(xué)會如何通過圖像分析物理量之間的關(guān)系
驗(yàn)證結(jié)論	驗(yàn)證剛開始的猜想	結(jié)論：加速度和力成正比和質(zhì)量成反比 驗(yàn)證了剛開始的猜想，三個物理量之間的定量關(guān)系	通過數(shù)據(jù)處理得到結(jié)論驗(yàn)證猜想	學(xué)會分析數(shù)據(jù)以及利用數(shù)據(jù)找到物理量之間的關(guān)系
課下思考	引導(dǎo)學(xué)生提出不同的實(shí)驗(yàn)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(guān)系？ 2、實(shí)驗(yàn)在操作時應(yīng)注意砝碼質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，為什么要這樣做？		培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思想，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案減小誤差。
課堂小結(jié)	探究思想：質(zhì)疑-猜想-設(shè)計(jì)方案-驗(yàn)證-結(jié)論 探究方法：控制變量法 探究過程：1、利用打點(diǎn)計(jì)時器 2、利用數(shù)據(jù)采集器 探究結(jié)論：加速度和力成正比和質(zhì)量成反比 教學(xué)反思：  1、學(xué)生對于探究課的模式比較生疏，還是習(xí)慣傳統(tǒng)的講授式的課堂。                    2、學(xué)生本身對物理實(shí)驗(yàn)有較高的興趣，但是動手能力差。                    3、學(xué)生對于研究的基本步驟不清楚                    4、部分同學(xué)圖象法處理數(shù)據(jù)能力不夠。但對于借助計(jì)算機(jī)輔助繪制圖像及處理數(shù)據(jù)，學(xué)生會感到比較新奇，但仍能夠很快掌握并學(xué)會使用          “體驗(yàn)”是每個學(xué)生成長過程所必需的，學(xué)生只有在參與中深刻體驗(yàn)成功，體驗(yàn)挫折，體驗(yàn)合作，體驗(yàn)質(zhì)疑，體驗(yàn)挑戰(zhàn)，才能健康成長。科學(xué)探究教學(xué)模式正是為每個學(xué)生提供了平等“參與”的機(jī)會，通過“體驗(yàn)”促進(jìn)學(xué)生的健康成長，以便更好地適應(yīng)現(xiàn)代社會對人才發(fā)展的需要。學(xué)生發(fā)展的同時也促進(jìn)了教師和整個教學(xué)的發(fā)展，在學(xué)生的探究過程中，學(xué)生提出了很多具有建設(shè)性的問題。“探究式教學(xué)”提高了學(xué)生的動手能力、自己總結(jié)觀察現(xiàn)象的能力、探索能力。更重要的是通過實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)了學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神。對于學(xué)生的現(xiàn)狀我們更應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課探究課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠清楚探究的基本步驟，在老師的引導(dǎo)下逐步培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)思維，另外探究課激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，讓學(xué)生在“激趣，質(zhì)疑，探究，反饋”的模式下學(xué)習(xí)物理，體會這門實(shí)驗(yàn)的科學(xué)。

 

高一物理4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、理解物體運(yùn)動狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān)。
2、掌握一種科學(xué)的研究方法——控制變量法。
3、通過實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn)：牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)過程。
難點(diǎn)：探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的確定。
【學(xué)習(xí)過程】
溫故知新：
1、一切物體總保持        狀態(tài)或            狀態(tài)，除非________________，這就是牛頓第一定律．牛頓第一定律揭示了運(yùn)動和力的關(guān)系：力不是_________的原因，而是______________的原因．
2、物體的這種保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)叫做          ，慣性與物體的          有關(guān)．
一、猜想：
一輛小轎車起步時，在十幾秒內(nèi)速度能達(dá)到100Km/h，一輛競賽用的賽車，質(zhì)量與一般的小汽車相仿，只要四五秒鐘的時間，就可以由靜止加速到100Km/h，賽車與普通的小汽車有什么不同嗎？
而一列火車要達(dá)到100Km/h，大約需要幾十分鐘，為什么兩者的加速度會相差這么大呢？ 
由上述兩個問題，你能回答物體的加速度與什么因素有關(guān)嗎？
 
二、方法：
實(shí)驗(yàn)的探究思路確定為兩個方面：
一是保證       不變，探究                 的關(guān)系；
二是保證       不變，探究                 的關(guān)系。
這種方法稱為              
 
如何測量質(zhì)量、力和加速度
質(zhì)量m ---
恒力F ---
加速度a ---
 
三、方案：
方案一：利用             來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
方案二：：利用             來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
 
 
 
 
 
 
 
 
 
四、結(jié)論：
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：                                                    。
 
【學(xué)習(xí)小結(jié)】
1、本節(jié)課的研究方法：
2、加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系：
 
【課后思考】
1、不直接測小車加速度能否找到幾個物理量之間的關(guān)系？
2、實(shí)驗(yàn)在操作時應(yīng)注意砝碼質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，為什么要這樣做？

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