第三屆全國新課程高中物理教學經(jīng)驗交流會觀摩課教學設(shè)計《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》兩份

1、第三屆全國新課程高中物理教學經(jīng)驗交流會觀摩課教學設(shè)計探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系江蘇省杭州二中胡亦民一、課堂教學設(shè)計思想 給出要研究的問題，鼓勵學生對問題進行猜想，在學生猜想的基礎(chǔ)上，提出用實驗探究的手段進行研究。從而引出實驗研究的基本想法指導思想：控制變量的思想（不向?qū)W生提出），在該實驗思想的指導下，采用邊設(shè)計、邊實驗、邊討論的教學方法，探究實驗方案的可操作性、合理性和嚴謹性。在實驗方案探究的基礎(chǔ)上，讓學生利用位移傳感器進行實驗操作，并在探究中獲得成果、表達成果。使學生在實踐活動中相互交流，互相合作，共同提高，充分感受探究活動的樂趣和成功的喜悅。在實驗探究的基礎(chǔ)上，引導學生對實驗結(jié)果

2、進行深入細致的分析和思考（借助Excel軟件分析），讓學生感受實驗探究的樂趣。在結(jié)論的應(yīng)用中，讓學生體會教材（物理必修人教版P72-P73）的實驗思想。最后利用Excel軟件對學生的實驗數(shù)據(jù)進行分析與比較，并提出思考問題：小車質(zhì)量與鉤碼質(zhì)量的大小，對實驗數(shù)據(jù)會有什么影響？（以供學有余力的學生進行課后理論探究，由于學生現(xiàn)有知識的限制，課堂上暫不提出系統(tǒng)誤差問題） 二、課堂教學目標 通過實驗思想的確立，實驗方案的確定，使學生懂得多變量問題的研究方法。在邊設(shè)計、邊實驗、邊討論的實驗活動中使學生了解問題探究的基本環(huán)節(jié)，在探究活動中讓學生體會到實驗探究的合理性、嚴謹性和必要性。在課堂

3、活動中讓學生相互交流，互相合作，共同提高，并在活動中感受探究的樂趣和成功的喜悅。 1知識與技能方面：（1）知道力、質(zhì)量、加速度的關(guān)系，并會用該關(guān)系分析簡單問題；（2）會利用電腦使用位移傳感器測加速度、使用電子天平秤物體質(zhì)量；（3）知道平衡滑動摩擦力的方法。 2過程與方法方面：（1）嘗試多變量問題的研究方法，即控制變量法（不向?qū)W生提出名稱）；（2）會用圖像方法描述物理規(guī)律，知道由am圖向a1/m圖轉(zhuǎn)化的意圖，知道擬合法的基本思想；（3）會用力、質(zhì)量、加速度的關(guān)系分析簡單問題。 3情感、態(tài)度與價值觀方面：會描述物理過程，表達物理結(jié)果；（2）嘗試相互交流，互相合作的活動

4、樂趣；（3）體會探究過程的基本環(huán)節(jié)，并在活動中獲得喜悅。 三、課堂教學環(huán)節(jié) 1引出課題：由一個視頻引出課題研究力、質(zhì)量、加速度的關(guān)系，鼓勵學生大膽猜想。 2確立實驗研究思想：引導學生思考多變量問題的研究手段，如何將復雜問題變?yōu)楹唵?，讓學生體會到控制一個量不變，改變其中一個量，研究另一個量的變化。這是研究多變量問題的一種基本思想。在學生充分體會這種基本思想的情況下，鼓勵學生提出實驗研究思想： （1）固定物體質(zhì)量不變，改變外力，測量物體加速度，探究加速度和外力的關(guān)系； （2）固定外力不變，改變物體質(zhì)量，測量物體加速度，探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系。

5、60;3實驗探究過程：采用邊設(shè)計、邊實驗、邊討論的探究模式，讓學生按實驗研究思想的要求，將實驗分成二步進行探究。但從實驗操作的內(nèi)容來看，無論那一步操作都離不開一個外界因素摩擦的問題。 （1）平衡阻力： 提出問題：如何消除阻力影響？（使平板軌道傾斜，用重力的分力平衡阻力，使小車在軌道上做勻速直線運動，此時小車的加速度為零） 在學生明確操作方案的基礎(chǔ)上，完成第一次探究活動，即平衡阻力（要學生保留桌面內(nèi)容）。在學生操作的基礎(chǔ)上提出問題：你怎么知道小車受到阻力的影響已被消除？（加速度很小）再讓學生操作：改變選擇范圍再測加速度。提出問題：測得的加速度一樣嗎？（不一樣）說明什

6、么？（小車在軌道上運動時，各處的阻力不一樣）提出問題：實驗中如何消除阻力的影響？（查找加速度很小時對應(yīng)的軌道上區(qū)域，加速度很小說明該區(qū)域的阻力影響已被消除） （2）固定物體質(zhì)量不變，改變外力，探究加速度和外力的關(guān)系。 在消除阻力影響的前提下，提出下列問題： 如何改變外力？（改變鉤碼的重力，不提鉤碼重力要遠小于小車重力） 如何測量加速度？（利用V-t圖求加速度） 如何展示加速度與外力的關(guān)系？（利用aF圖展示） 通過上述問題的思考，使學生明確實驗方案，要求學生按事先給定的實驗數(shù)據(jù)（為使實驗數(shù)據(jù)不重復，便于實驗后的數(shù)據(jù)分析，事前給每個實驗小

7、組規(guī)定實驗數(shù)據(jù)，放在實驗桌面上），同時要求第一次測得V-t圖時，暫時停下，并保留桌面內(nèi)容。 提出問題：測加速度時該如何選擇測量范圍？（選擇阻力被平衡的那段軌道） 提出問題：依據(jù)什么方法大致確定應(yīng)在軌道的哪段上測加速度？（利用V-t圖與橫軸所包的面積表示位移） 明確選擇區(qū)域后，要求學生繼續(xù)操作完成實驗。在學生操作的基礎(chǔ)上，再次提出問題： 固定物體質(zhì)量不變，改變外力，加速度和外力是什么關(guān)系？（是線性關(guān)系） 圖線上的縱截距是什么意思？你認為是怎樣形成的？（沒有外力就有加速度，軌道傾斜角太大） 若軌道傾斜角合適，圖線上會有縱截距嗎？（沒有）&

8、#160;綜上所述，固定物體質(zhì)量不變，改變外力，加速度和外力成正比。 （3）固定外力不變，改變物體質(zhì)量，探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系。 在第二步實驗之前，提出問題供學生思考： 如何改變物體質(zhì)量？質(zhì)量的變化對平衡阻力有影響嗎？（沒有，因為物體質(zhì)量的變化不影響重力的分力與阻力平衡） 如何展示加速度與質(zhì)量的關(guān)系？（利用am圖像表示，先不提a1/m圖像） 在學生通過思考，形成實驗預案后要求按事先給定的數(shù)據(jù)（理由同上）進行實驗探究，在學生完成所有數(shù)據(jù)測定后，要求學生先看am圖，并提出問題： 你能根據(jù)圖線說出加速度與質(zhì)量的關(guān)系嗎？（一條曲線說不出它們的

9、關(guān)系，利用Excel軟件分析，向?qū)W生介紹用曲線擬合的方法與圖線轉(zhuǎn)換的方法） 在討論后讓學生看a1/m圖，并要求表述實驗結(jié)果：固定外力不變，改變物體質(zhì)量，加速度和質(zhì)量的倒數(shù)成線性關(guān)系。 要求學生分析縱軸上的截距表示什么意思？（軌道的傾角太大，若軌道的傾角合適，縱截距應(yīng)該為零） 綜上所述，固定外力不變，改變物體質(zhì)量，加速度和質(zhì)量成反比。 4探究結(jié)果 在學生展示探究成果的基礎(chǔ)上，提出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系是：質(zhì)量不變時，加速度與外力成正比；外力不變時，加速度與質(zhì)量成反比。 四、探究成果的應(yīng)用 例1在固定物體質(zhì)量不變，改變拉力，探究

10、加速度和外力的關(guān)系時。讓兩相同的小車在不同的拉力F1和F2作用下，由靜止出發(fā)，測得它們在相同時間內(nèi)的位移X1和X2。把它們所通過的位移之比X1/X2作為縱軸，把兩小車所受的拉力之比F1/F2作為橫軸，在不考慮摩擦因素的情況下，所得圖像是什么形狀？（過原點的直線）  五、實驗探究的延伸 作為課堂實驗探究的延伸，提出更深的探究課題，激發(fā)學生探究興趣，是培養(yǎng)學生自主探究意識的重要途徑。 （1）讓學生觀察不同實驗條件下的aF圖，提出問題：實驗數(shù)據(jù)點與得到的圖線有什么特征？（初、末兩點始終在直線的同一側(cè)） （2）用Excel軟件分析實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隨著鉤碼

11、質(zhì)量與小車質(zhì)量的接近，上述現(xiàn)象逐漸明顯。要求學生課后自己研究。（不提出系統(tǒng)誤差，僅作為實驗結(jié)果的分析與研究） 六、說明 1本教學設(shè)計是考慮學生基礎(chǔ)較好的情況下實施的。 2本教學設(shè)計是在有數(shù)字化（DIS）實驗室的前提下實施的。 3本教學設(shè)計的實施要按課堂進程進行增減。 4打的內(nèi)容為學生的實驗操作過程，學生操作所需時間很難事先預測。探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系北京四中 魏華【教學目標】 1實驗探究加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系。 2體驗實驗探究物理規(guī)律的一般方法、操作過程和數(shù)據(jù)處理方法。 3在實驗過程中，通過交流合作讓學生體驗

12、合作學習，通過探究實驗得出結(jié)論體會物理實驗和學習的樂趣。 【教學過程圖】  【教學重點、難點】 實驗設(shè)計思想的介紹，學生實驗過程，學生實驗展示過程，老師的總結(jié)。 【新課教學】 一、引入課題 視頻：美國戰(zhàn)斗機、保時捷賽車、摩托車比賽，誰跑得快？ 引出質(zhì)量和力在改變速度快慢即產(chǎn)生加速度方面的不同影響。 結(jié)合牛頓第一定律： 質(zhì)量，是保持物體運動狀態(tài)不變的性質(zhì)即慣性大小的量度。 力，是改變物體運動狀態(tài)的原因。 提出問題：加速度與力、質(zhì)量定量的關(guān)系？ 二、實驗設(shè)計 

13、方案設(shè)計：請你設(shè)計一個勻變速直線運動，同時能測量合力、加速度和質(zhì)量，從而完成探究？ 學生提出方案： 師生共同討論方案的可能性和可行性最后，總結(jié)我們在課堂上采用的比較簡單可行的方案：汽墊導軌上利用光電計時裝置探究三者關(guān)系。 三、實驗探究過程 改變鉤碼重力，以達到改變合力的目的，同時保證滑塊質(zhì)量不變。（每次改變002N，共測六組數(shù)據(jù)） 通過加配重改變滑塊質(zhì)量，鉤碼不變。（每次增加50g，共可測五組數(shù)據(jù)） 通過朗威DIS數(shù)據(jù)采集器，得到數(shù)據(jù)，拷入數(shù)據(jù)處理模板，得到描好點的坐標系。 根據(jù)數(shù)據(jù)點的分布，猜想關(guān)系，擬合圖象，得出結(jié)論。&

14、#160;在整個過程中，老師在學生中指導學生完成實驗，同時發(fā)現(xiàn)好的實驗結(jié)果，以便交流展示。 四、學生實驗結(jié)果交流展示 學生帶著自己的數(shù)據(jù)交流展示，說明兩點：（1）是如何得到這些數(shù)據(jù)？（2）如何得到關(guān)系的？ 老師結(jié)合學生的a-F線性關(guān)系，利用Excel，擬合得到是否成正比例關(guān)系，即數(shù)據(jù)是否過坐標原點。 結(jié)合學生的a-m冪函數(shù)關(guān)系，指導學生完成a-1/m圖象。 五、教師總結(jié) 一方面：實驗數(shù)據(jù)的處理方法總結(jié)；另一方面：實驗結(jié)論的得出； 更重要的方面：我們的實驗結(jié)論只能說明實驗結(jié)果非常接近于我們猜想的結(jié)果，但這只是在有限的幾次實驗和在一定的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)得到的，是否在更大范圍內(nèi)適用，那還需要更多更精細的、不同的實驗去直接驗證，或者也可以間接驗證，即利用這個結(jié)論研究問題，與實際進行比較。 【課后反思】 本節(jié)課我想突出的四點在于： 一是情景引入的設(shè)計，利用“飛機、汽車、摩托車賽跑出人意料的結(jié)果”，引入課題，再結(jié)合牛頓第一定律，提出問題。 二是實驗方案的設(shè)計，在此過程中，師生充分的交流，老師首先要肯定學生開放的設(shè)計思維過程，同時引導學生注意思維的完整和設(shè)計的可能性和可行性的討論，同時自然地