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1、4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 潮阳实验学校 陈龙坤4.2实验：探究加速度与力、质量的关系教学设计一、教材分析探究性实验是高中物理新课程中一种重要的实验方法。探究“加速度与力、质量的关系”一课正是探究性实验，实验安排在学习牛顿第二定律之前，对于学生来说，比验证性的实验难度要大，所以对本节教材主要做以下两点分析：1、从教材前后联系来看，本节内容具有承上启下的作用，上一节学习了力是改变物体运动状态的原因及质量是惯性大小的唯一量度，因此，探究加速度与力、质量的关系是认知过程的必然，这一节又是牛顿第二定律的实验和理论基础，对下一节的学习非常关键。2、从教材内容来看，本节课涉及到控制变量法、图象
2、法，是高中物理实验常用的方法，所以更要好好把握。二、学情分析1、 具备的学科知识分析学生在前面已经知道了加速度的物理意义，知道力是改变物体运动状态的原因及质量是惯性大小的唯一量度，但学生对加速度与力、质量的关系的理解只是简单的定性关系。2、 学生能力分析学生已经基本掌握探究性实验的研究方法，在本实验中，老师只要作一些必要的指导，学生都能完成实验操作及数据处理。但运用控制变量法研究问题方面能力有限，应加强引导。三、教学三维目标1、知识与技能 了解影响加速度大小的因素； 能通过实验探究得出物体的加速度与所受的外力成正比，与物体的质量成反比； 要重视学生实验技能的提高，培养学生获取知识和设计实验的能
3、力。 2、过程与方法 使学生充分体会如何探究问题，培养学生实验探究能力； 让学生学会在实验中如何控制变量和实验条件； 借助多媒体辅助，利用图象法对实验数据进行处理，讨论分析与交流，最后总结出实验结论。 3、情感态度和价值观 利用实验和生活实例激发学生学习兴趣； 使学生经历科学探究的过程，体会探究过程中所用的科学方法，体验成功的喜悦。四、教学重难点教学重点1、使学生掌握控制变量法的使用；2、加速度与力、质量的关系的探究过程。教学难点引导学生在猜想的基础上进行实验设计，进行实验和数据处理，完成实验并得出实验结果。五、教学器材1、教学辅助设备 多媒体视频、PPT课件、excel2、学生分组实验器材探
4、究包：小车、打点计时器、电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、细线、砝码、刻度尺、天平等。 探究包：气垫导轨、滑块、光电门、电源、细线、钩码、天平等 。六、教法设计和学法指导教法设计将学生分成两人为一实验小组。两个实验小组为一讨论小组，在实验中设置若干小问题，引导学生完成实验的探究过程，其中穿插适当的探究性讨论和探究性提问，边讨论边实验，通过对实验结果交流讨论，最后对知识的理解达到共识。学法指导探究过程中渗透科学方法，采用控制变量法进行实验。七、教学过程1、创设情境，引入新课创设问题情境，提出预设的问题：视频播放飞机、汽车和摩托车赛跑，引导学生思考加速度与什么因素有关？借助多媒体显示，利用了信息
5、技术中图文并茂，克服了文字说明的抽象乏味的缺陷，展示来源于学生实际生活中相关现象，引导学生根据生活经验与所学知识进行思考，吸引学生注意力，激发学习兴趣。2、猜想与假设引导学生对实例分析与交流讨论问题一：什么是物体运动状态的改变？问题二：物体运动状态改变的原因是什么？问题三：物体运动状态改变的难易程度如何量度? 使学生获得感性认识：加速度大小既与力有关，也与质量有关。猜想1：加速度的大小与力有什么关系？猜想2：加速度的大小与质量有什么关系？引导学生思考加速度和力、质量的关系，力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小，为下一步定量研究做好铺垫。3、制定计划与设计实验。探究加速度，力与质量三个因素之
6、间的关系。问题四：我们采用什么实验方法?通过引导学生讨论、交流，让学生体会控制变量法的思想。问题五：具体如何控制?引导学生得出运用控制变量法的具体思路，即先保持物体的质量不变，分析加速度与力的关系，再保持物体所受的力不变，分析加速度与质量的关系。接着通过新的问题六：怎样测量物体的质量和加速度？问题七：如何为运动的物体提供一个恒定的外力？又如何测出这个外力呢？让学生思考，引导学生对实验方案的设计进行定向的探究，并逐步走向自由探究，这个环节中主要包括引导学生选择实验器材、制定实验方案与实验步骤。就设计过程而言，学生主要是在进行智慧技能的学习。教师不妨以一个参与探究者的身份，参与到活动中去，对个别重
7、要条件予以提醒，如需要平衡摩擦力，小车质量需远大于钩码的质量等，但不过多干涉学生的活动。最后引导学生设计实验数据记录的表格。4、进行实验与收集数据实验方案一：器材：小车、打点计时器、电源、纸带、一端带有定滑轮的长木板、细线、砝码、刻度尺、天平 这一步骤主要要求学生能正确进行实验操作，会使用基本的实验仪器。平衡摩擦力：将长木板的一端适当垫高，用小车的重力的分力将摩擦力平衡掉。重物的质量要远远小于小车的质量m物M车，这样小车受到的拉力才等于砝码的重力。 要求能做到如实记录实验数据，认识到科学收集实验数据的重要性。我进行适当引导以突破做好实验这个难点，培养学生的实验能力，加强学生探究能力。 探究加速
8、度与力的关系（质量不变） 保持小车质量不变，通过增加钩码的数量来改变拉力的大小。重复实验五次。（1）实验数据记录次数小车受力F/N加速度 a / (m/s2)1 2 3 4 5 （2）作图分析：作aF 图像 探究加速度与质量的关系（力不变） 保持钩码的数量不变，改变小车的质量，重复实验五次。（1） 实验数据记录次数小车质量 M / kg加速度 a / (m/s2)1 2 3 4 5 （2）作图分析：作a1/ M图像实验方案二：用气垫导轨探究加速度和力、质量的关系鼓励学生对方案一进行改进，用不同的实验方案进行实验，并体现现代教育技术在教学中的应用。器材：气垫导轨、滑块、光电门、电源、细线、钩码、
9、天平等 。 探究加速度与力的关系（质量不变） L=0.03m x=0.500m实验次数t1(s)t2(s)x(m)a=(L/t2)-(L/t1)/(2x) (m/s)m桶(kg)F=m桶*9.8（N）12345将实验数据输入到excel表格中，组织学生对实验数据分析，引导学生借助excel画出a-F图象 探究加速度与质量的关系（力不变） L=0.03m x=0.500m实验次数t1(s)t2(s)x(m)a=(L/t2)-(L/t1)/(2x) (m/s)M(kg) 12345将实验数据输入到excel表格中，组织学生对实验数据分析，引导学生借助excel画出a-1/M图象 5、分析论证，得出
10、结论组织学生对实验数据分析，引导学生讨论加速度与力、质量的定量关系，结合借助excel画出的a-F与a-1/M图象，引导学生得出实验结论，使学生对“加速度与力成正比，与质量成反比”的结论达成共识。 1、M一定，加速度a与F成正比2、F一定，加速度a与M成反比八、教学反思我认为这节课的成功之处有以下几点：最主要的是，本堂课合理地运用了多媒体电脑的辅助功能设置了由浅入深、前后连贯的几个问题，引导学生讨论、交流，从定向探究把学生逐步引向自由探究。 1、本节课能遵循教学规律，通过多样化的教学方式、有层次地组织教学，进而突出了教学重点和难点。 2、通过视频引入新课极大地激发了学生学习的兴趣。 3、借助光电门和计算机的辅助，利用光电门进行实验数据的记录，借助计算机进行数据计算，提高了课堂效率和实验的精确度，利用excel作图总结出实验结论； 4、在探究过程中，方案一使学生更好的理解本实验的原理，方案二通过信息技术提高了实验的精确度，并快速得出实验结果，提高了课堂效率，通过两种实验方案的学习，使学生能更好的掌握实验原理和实验结论。 存在的不足主要是： 1、大班授课，学生人数多，高效率、全方位地组织教学方面仍需改进和加强。 2、借助计算机进行数据处理提高了提高效率的同时也降低学生对数据进行计算和处理的能力。5