牛頓第二定律引入教學(xué)案例20101126薛

1、牛頓第二定律的引入”教學(xué)案例梧州岑溪二中 薛美瓊一、設(shè)疑引入教師設(shè)疑引導(dǎo)學(xué)生討論回答 :1、通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)， 我們知道影響物體加速度大小的因素是什么 ? 生 1：物體受力；質(zhì)量生 2：物體受合外力的大小，還有物體的質(zhì)量2、你認(rèn)為物體加速度的大小與物體所受的合外力、物體的質(zhì)量會(huì)是 什么樣的關(guān)系呢？同時(shí)請(qǐng)你說(shuō)一下你這樣認(rèn)為的理由 生 1：合外力越大，加速度越大；質(zhì)量越大，加速度越大。因?yàn)榱υ?大物體就運(yùn)動(dòng)越快，質(zhì)量越大，車(chē)要停下來(lái)就要時(shí)間越長(zhǎng)，加速度就 越大。生 2：老師，我不同意他說(shuō)的，我認(rèn)為物體受合外力越大它的加速度 也會(huì)越大；但是質(zhì)量越大， 加速度會(huì)越小。因?yàn)榱κ歉淖兾矬w運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)的原因，

2、力越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變?cè)娇欤?加速度越大， 如果質(zhì)量越大， 越難改變它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它的加速度就越小。3、同學(xué)們都有自己的不同的看法，但至少目前為止大家可以確定的 是加速度大小確實(shí)與受力和物體質(zhì)量有關(guān)的， 那么到底有什么樣的關(guān) 系，我們真的需要用實(shí)驗(yàn)來(lái)探索一下，問(wèn)題是我們應(yīng)該如何去探索， 必須要有一個(gè)正確的實(shí)驗(yàn)方案， 請(qǐng)同學(xué)們小組間相互討論， 寫(xiě)下你們 的實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（重點(diǎn)班學(xué)生用時(shí) 15 分鐘，普通班用時(shí) 25 分鐘）二、學(xué)生方案方案一：取兩個(gè)質(zhì)量相同的小車(chē)，放在光滑的水平面上 ,分別用 一個(gè)大的力和一個(gè)小的力去拉動(dòng)兩輛小車(chē) .控制兩輛小車(chē)，使它們同 時(shí)運(yùn)動(dòng)和停止運(yùn)動(dòng)， 即

3、控制運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。 通過(guò)比較兩輛小車(chē)通過(guò)的 位移，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可以比較出加速度與力的關(guān)系 .比較相等 的時(shí)間通過(guò)的位移， 或者比較相等的位移所需要的時(shí)間都可以比較得 出當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，合力與加速度關(guān)系。方案二：取兩輛質(zhì)量相同的小車(chē)，放在光滑的水平板面上，分別 用一個(gè)大的力和一個(gè)小的力拉動(dòng)兩輛小車(chē)， 控制兩輛小車(chē)通過(guò)的位移 相同，并分別記錄下兩輛小車(chē)通過(guò)這段位移需要的時(shí)間。 比較兩輛小 車(chē)所用的時(shí)間，根據(jù)位移公式可以比較出加速度與力的關(guān)系方案三：把兩個(gè)電火花計(jì)時(shí)器和兩輛小車(chē)分別固定在兩個(gè)一端附 有滑輪的水平長(zhǎng)木板放在桌上， 用條繩分別拴在兩輛小車(chē)上， 使細(xì)繩 跨過(guò)滑輪，下邊分別掛上 3 個(gè)鉤

4、碼和 2 個(gè)鉤碼，就是使小車(chē)受到兩個(gè) 不同的力。 把兩條紙帶分別穿過(guò)兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器， 另一端分別固定在 兩輛小車(chē)后面。把小車(chē)停放在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，同時(shí) 放開(kāi)兩輛小車(chē)， 使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列小點(diǎn)， 處理紙帶可 以得出加速度與力的關(guān)系。方案四： 把兩輛質(zhì)量不同的小車(chē)分別放在光滑的水平面上， 用相 同的力分別拉動(dòng)兩輛小車(chē)， 控制兩輛小車(chē)所通過(guò)的位移相同， 并記錄 質(zhì)量不同的小車(chē)通過(guò)相同位移所用的時(shí)間， 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式， 可得出加速度與質(zhì)量的關(guān)系方案五：用原長(zhǎng)相同的橡皮筋，一端系在固定的木板上，另一端 分別系一輛質(zhì)量相同的小車(chē)，在光滑的平面上，把小車(chē) 1 一長(zhǎng)些，小 車(chē) 2 拉

5、短些，同時(shí)放手后，小車(chē)向木板運(yùn)動(dòng)距離不同，可比較物體的 加速度與它所受的合外力關(guān)系。方案六：在不同角度的斜面上，使一輛小車(chē)從頂部自由下滑，并 在斜面下端放一物體， 測(cè)出小車(chē)每次下滑到下端所用的時(shí)間。 因位移 相同，比較所用時(shí)間就可以得出力和回速度關(guān)系。方案七：讓兩個(gè)同質(zhì)量的小車(chē)從同一高度但粗糙程度不相同的斜 面滑下，在它們共同經(jīng)過(guò)的路線上取一點(diǎn)，看誰(shuí)先經(jīng)過(guò)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué) 公式就可比較了。方案八：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，處理紙帶，比較出加速度大小，再對(duì) 比所受拉力大小方案九： 在同一卓面上并列放兩本同樣的字典， 讓兩個(gè)同學(xué)分別 用不同的拉力向同一方向推空們， 比較們它們?cè)谙嗤臅r(shí)間通過(guò)的位 移，從而進(jìn)行比

6、較。方案十：讓兩輛質(zhì)量相同的汽車(chē)，用不同的馬力（也就是讓它們 的牽引力不同。 從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)， 根據(jù)在通過(guò)相同位移所用的時(shí)間不 同，進(jìn)行比較加速度也力的關(guān)系方案十一：在光滑的冰面上， 用大小不同的兩個(gè)力分別推兩輛質(zhì) 量相同的小車(chē)， 計(jì)算相同時(shí)間表內(nèi)小車(chē)滑出的距離， 距離大的小車(chē)的 加速度大。方案十二：取質(zhì)量相同的木塊，分別往兩個(gè)相同的彈簧壓縮，并 使彈簧被壓縮的程度不同，則彈簧被壓縮程度大的加速度大。三、選擇方案師：同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)出這些方案都有一個(gè)共點(diǎn)： 就是都有控制變量的意識(shí)， 有控制物體質(zhì)量不變研究加速度和力的關(guān)系， 有控制力不變研究加速 度和質(zhì)量的關(guān)系， 說(shuō)明大家成功了一半， 那么是不是同學(xué)

7、們?cè)O(shè)計(jì)的方 案都可行呢？請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真對(duì)比這些方案， 選出最佳的可操作的實(shí)驗(yàn) 方案。學(xué)生活動(dòng)：討論，分析為什么有些方案不可行。 老師提示：用彈簧壓縮來(lái)對(duì)小車(chē)施力，是變力，不好分析力與加速度 關(guān)系；同理用橡皮筋施力也是變力。 用到彈簧和橡皮筋類(lèi)的方案被排 除。學(xué)生經(jīng)提示后討論，初步選出可行的方案有：方案一、二、三、四、六老師提示：選出的幾個(gè)方案相比，操作更方便，更簡(jiǎn)潔的，更能快速 分析出物體加速度與力，質(zhì)量關(guān)系的方案。學(xué)生討論：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要測(cè)量、計(jì)算。用兩輛小車(chē)在相同平面上， 不同拉車(chē)就能更方便比較了。于是又排除了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的方案。 老師提示： 我們的實(shí)驗(yàn)條件能做到光滑嗎？如果不能做到光滑， 我

8、們 有什么辦法讓小車(chē)受到的拉力就等于小車(chē)的合外力？ 學(xué)生討論：最后決定采用斜面，小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)，小車(chē)的重力分力 用來(lái)平衡摩擦力。由于時(shí)間關(guān)系，一節(jié)課下來(lái)，雖然沒(méi)有最后得出書(shū)本的實(shí)驗(yàn)方案， 但是學(xué)生經(jīng)歷了不斷思考的過(guò)程， 學(xué)生學(xué)會(huì)了面對(duì)多 個(gè)選擇的時(shí)候要如何去正確選擇。四、課后反思1、學(xué)生在研究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系時(shí)大部分同學(xué)都有控制變量法 的意識(shí)，知道有兩個(gè)變量， 研究時(shí)必須先控制一個(gè)變量，再研究另一 個(gè)變量與加速度的關(guān)系。2、學(xué)生設(shè)計(jì)方案時(shí)很難做到考慮全面，他們考慮到控制質(zhì)量，卻又 用了變力進(jìn)行研究，比如有學(xué)生用到彈簧，橡皮筋。3、學(xué)生很難自己想到用教材的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們能想到給小

9、車(chē)施加力的作用， 這個(gè)作用就是自己直接去推或拉， 他們幾乎沒(méi)有人 能想到用砝碼去拉。4、通過(guò)引入課例的教學(xué)，感覺(jué)教材所用的實(shí)驗(yàn)裝置并非是理想的裝 置，尋求一個(gè)符合學(xué)生思維規(guī)律， 又較為理想的裝置是我們教學(xué)牛頓 第二定律的又一個(gè)挑戰(zhàn)。5、盡管沒(méi)有最后得出教材所用的實(shí)驗(yàn)方案，但是學(xué)生經(jīng)歷了不斷思 考的過(guò)程， 學(xué)生學(xué)會(huì)了面對(duì)多個(gè)選擇的時(shí)候要如何去正確決擇。 這節(jié) 課學(xué)生動(dòng)用手、腦、口的機(jī)會(huì)很多，也讓學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)家研究問(wèn)題 的一般過(guò)程。薛美瓊寫(xiě)于 2010/11/26 星期五以下無(wú)正文僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Nur f r den pers?nlichen fr Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecke nverwendet werden.Pour l tude et la recherche un