高一物理人教版必修1教學(xué)教案第四章2實驗探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系

教學(xué)基本信息課題探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系指導(dǎo)思想與理論依據(jù)通過初中的物理兩年的學(xué)習(xí)，科學(xué)探究思想必然產(chǎn)生很深的影響，但學(xué)生受其影響較大的還是科學(xué)探究的幾個要素。在高中階段，我們應(yīng)該努力讓學(xué)生體會探究的實質(zhì)。牛頓第一定律告訴我們：物體的運動狀態(tài)及其改變是由它所受的力決定的，而不是因為其他的因素，而運動狀態(tài)改變的難易程度又與其自身的質(zhì)量有關(guān)。我們知道加速度是描述物體運動狀態(tài)變化的基本物理量，那么，物體運動的加速度一定是由物體所受的力，以及自身的質(zhì)量決定的。于是，探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系就是自然而又十分必要的。教學(xué)背景分析教學(xué)內(nèi)容：關(guān)于實驗的基本思路，由于初中階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該很清楚，但讓學(xué)生結(jié)合自身的生活經(jīng)驗和一些常識，對加速度與力、加速度與質(zhì)量間的定量關(guān)系進(jìn)行合理的猜想還是必要的，因為這與實驗數(shù)據(jù)的處理直接相關(guān)。因為正比、反比關(guān)系用圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理比較直觀，而且還有利于減小誤差的影響和進(jìn)行誤差分析，所以實驗用圖像方法處理數(shù)據(jù)。但am間的雙曲線關(guān)系卻不是能準(zhǔn)確、直觀看出的，這時用1/m的數(shù)據(jù)作為橫坐標(biāo)，就能夠使問題變得簡單。這一處理方法將會對學(xué)生的思想和心理產(chǎn)生深刻的影響。有了這一轉(zhuǎn)變，就是二次方或是三次方關(guān)系也變得容易研究。學(xué)生情況：本校的學(xué)生是房山區(qū)三類校的學(xué)生，學(xué)生基礎(chǔ)非常薄弱，學(xué)生的動手能力也有限，本節(jié)課設(shè)計的內(nèi)容不是很難，重點讓學(xué)生熟悉和使用平板數(shù)據(jù)采集器、傳感器、力學(xué)軌道等數(shù)字化元件，會觀看和和分析實驗數(shù)據(jù)。并且會從數(shù)據(jù)中分析規(guī)律，發(fā)現(xiàn)問題。教學(xué)方式：猜想、探究、分析、講授、歸納教學(xué)手段：實驗探究技術(shù)準(zhǔn)備：PPT、力學(xué)軌道、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器教學(xué)設(shè)計參與人員教學(xué)目標(biāo)理解探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的合理性和必要性。理解實驗思路的合理性，以及用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的有效性。經(jīng)歷實驗的操作和測量過程，以及通過圖象處理實驗數(shù)據(jù)的過程，體驗如何平衡摩擦阻力、減小系統(tǒng)誤差（所掛重物的重力不等于小車所受的拉力等）的操作方法。體會整個探究過程的科學(xué)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和合理性。教學(xué)過程(表格描述)教學(xué)階段教師活動學(xué)生活動設(shè)置意圖技術(shù)應(yīng)用時間安排創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生思考：質(zhì)量相同的賽車和小汽車從0加速到100km/h所用的時間不同，可以看出，加速度與力有關(guān)系；小汽車和大貨車從0100km/h加速所用時間不同，可以說明，加速度與質(zhì)量也有關(guān)系。與老師共同回顧，加速度與力有關(guān)，與質(zhì)量也有關(guān)系。引起興趣，提出問題ppt3分鐘溫故知新那么加速度和質(zhì)量、力有怎樣的定量關(guān)系呢？我們應(yīng)該怎么研究呢？共同回答：采用控制變量法來研究引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)思想方法2分鐘新課講解介紹實驗器材：數(shù)據(jù)采集器、位移傳感器、力學(xué)軌道、一枚一角硬幣質(zhì)量為3.3g，重為0.033N，小桶質(zhì)量為4.9g,重為0.049N，小車質(zhì)量為0.149kg，配重片為50g示范介紹器材的組裝，把小車固定到力學(xué)軌道上，連接好位移傳感器。介紹DIS7.1軟件的操作。如何平衡摩擦力，用什么方法平衡摩擦力。熟悉實驗器材，知道每樣器材的使用。學(xué)生將實驗器材組裝好，了解DIS7.1軟件的使用。打開專用軟件。共同回答：利用重力的分量平衡摩擦力。讓學(xué)生認(rèn)識實驗器材，學(xué)會操作PPT,實驗器材、DIS7.1軟件5分鐘實踐操作指導(dǎo)學(xué)生操作，查看學(xué)生在操作過程中的不當(dāng)之處。指導(dǎo)學(xué)生，如何利用數(shù)據(jù)得出圖象。利用控制變量法，先控制小車質(zhì)量不變，改變外力，再控制外力不變，改變小車質(zhì)量，得出aF圖象、am圖象。學(xué)生通過具體操作發(fā)現(xiàn)問題，并思考問題產(chǎn)生的原因。實驗器材10分鐘分享交流展示學(xué)生實驗結(jié)果，共同分析產(chǎn)生結(jié)果的原因。aF圖象可以顯示出在m一定的情況下，二者成正比關(guān)系。提出問題：am圖象為雙曲線對于規(guī)律的認(rèn)識不能很清晰，猜想一下，怎么才能出現(xiàn)我們經(jīng)常分析的線性關(guān)系呢？展示本組的實驗結(jié)果，分析產(chǎn)生誤差的原因。學(xué)生回答：可能畫ａ－１／ｍ的圖象會出現(xiàn)線性關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。學(xué)生實驗數(shù)據(jù)15分鐘效果評價本實驗?zāi)男┎僮鲿绊憣嶒灲Y(jié)果引起誤差呢？學(xué)生分析誤差來源，總結(jié)實驗過程中還需改進(jìn)的地方。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度２分鐘歸納總結(jié)通過控制變量法，我們得出了怎樣的結(jié)論？在質(zhì)量一定的情況下，加速度與力成正比；在力一定的情況下，加速度與質(zhì)量的倒數(shù)成正比，即加速度與質(zhì)量成反比?？偨Y(jié)、歸納板書３分鐘拓展提高除了利用數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行實驗，還可以用什么方法操作。學(xué)生回答：可以用打點計時器打紙帶，計算小車加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系。拓展學(xué)生思維打點計時器５分鐘本教學(xué)設(shè)計與以往或其他教學(xué)設(shè)計相比的特點本教學(xué)設(shè)計是針對農(nóng)村三類校學(xué)生的實驗探究課，旨在嘗試探究實驗的上課效果，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。本教學(xué)設(shè)計不是采用傳統(tǒng)實驗器材，利用傳感器等數(shù)字化實驗器材，想通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)讓學(xué)生對實驗器材有所了解，再逐步深入理解達(dá)到熟練操作的目的。課前已經(jīng)讓學(xué)生對實驗方案進(jìn)行設(shè)計，但學(xué)生遺漏的地方是如何“消除”摩擦力，所以在本節(jié)設(shè)計時考慮到這一點，對平衡摩擦力這做一統(tǒng)一講解，但由于學(xué)生基礎(chǔ)