2024-2025年新教材高中物理 第6章 第2節(jié) 第1課時 實驗探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)實錄 魯科版必修1

2024-2025年新教材高中物理第6章第2節(jié)第1課時實驗探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)實錄魯科版必修1授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間設(shè)計思路本節(jié)課以“實驗探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”為主題，通過設(shè)計實驗引導(dǎo)學(xué)生探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和實驗操作技能。課程內(nèi)容與魯科版必修1第6章第2節(jié)相關(guān)，注重理論與實踐相結(jié)合，旨在幫助學(xué)生理解牛頓第二定律，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，通過實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，提升學(xué)生的問題提出、實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析等科學(xué)探究能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，引導(dǎo)學(xué)生運用物理規(guī)律解釋實驗現(xiàn)象，發(fā)展邏輯推理和抽象思維能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀，通過實驗過程培養(yǎng)學(xué)生的實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，樹立科學(xué)的世界觀和方法論。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-理解加速度與力、質(zhì)量之間的定量關(guān)系。

-掌握牛頓第二定律的表達式及其推導(dǎo)過程。

-能夠運用牛頓第二定律解決簡單的力學(xué)問題。

2.教學(xué)難點：

-加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗探究過程，包括實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)處理和誤差分析。

-牛頓第二定律中加速度與力的關(guān)系在動態(tài)變化條件下的應(yīng)用。

-學(xué)生在理解公式推導(dǎo)過程中，對物理量的瞬時性、矢量性概念的理解和運用。

-如何將抽象的物理規(guī)律與實際實驗現(xiàn)象相結(jié)合，建立物理模型。教學(xué)資源-軟硬件資源：實驗臺、滑塊、小車、鉤碼、彈簧秤、打點計時器、導(dǎo)線、開關(guān)、電阻箱、電腦等。

-課程平臺：魯科版物理必修1教學(xué)平臺。

-信息化資源：相關(guān)物理實驗視頻、牛頓第二定律推導(dǎo)過程動畫、物理實驗數(shù)據(jù)分析軟件。

-教學(xué)手段：多媒體教學(xué)設(shè)備、實物演示、小組合作探究、課堂討論等。教學(xué)過程設(shè)計一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示生活中的加速運動實例，如汽車加速、火箭發(fā)射等。

2.提出問題：為什么物體能夠加速？加速運動與力有什么關(guān)系？

3.引導(dǎo)思考：如何定量描述物體的加速運動？

4.引導(dǎo)學(xué)生回顧已有知識：速度、速度變化率等概念。

二、講授新課（15分鐘）

1.牛頓第二定律的提出（5分鐘）

-介紹牛頓第二定律的提出背景和過程。

-通過實例說明力、質(zhì)量、加速度三者之間的關(guān)系。

-引導(dǎo)學(xué)生理解牛頓第二定律的表達式：F=ma。

2.牛頓第二定律的推導(dǎo)（5分鐘）

-通過實驗現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)牛頓第二定律。

-展示實驗過程和數(shù)據(jù)分析，強調(diào)實驗方法在物理研究中的重要性。

-分析實驗結(jié)果，推導(dǎo)出牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達式。

3.加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（5分鐘）

-通過實例說明加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

-引導(dǎo)學(xué)生分析不同情況下加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，如勻加速直線運動、勻速圓周運動等。

三、鞏固練習(xí)（15分鐘）

1.課堂練習(xí)（10分鐘）

-布置與牛頓第二定律相關(guān)的習(xí)題，如計算物體在恒力作用下的加速度、計算物體質(zhì)量等。

-學(xué)生獨立完成練習(xí)，教師巡視指導(dǎo)。

2.小組討論（5分鐘）

-將學(xué)生分成小組，討論練習(xí)中遇到的問題，分享解題思路和方法。

-鼓勵學(xué)生提出不同觀點，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和創(chuàng)新能力。

四、課堂提問（5分鐘）

1.回顧導(dǎo)入環(huán)節(jié)的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考力、質(zhì)量、加速度之間的關(guān)系。

2.提問：如何運用牛頓第二定律解決實際問題？

3.學(xué)生回答問題，教師點評并總結(jié)。

五、師生互動環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象，提出問題。

2.學(xué)生回答問題，教師點評并總結(jié)。

3.教師提出與牛頓第二定律相關(guān)的生活實例，引導(dǎo)學(xué)生思考。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考牛頓第二定律在科技發(fā)展中的應(yīng)用。

2.分享牛頓第二定律在其他領(lǐng)域（如航空航天、交通運輸?shù)龋┑膽?yīng)用實例。

3.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

教學(xué)總結(jié)：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握牛頓第二定律的基本概念和推導(dǎo)過程，理解加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系，并能夠運用牛頓第二定律解決簡單的力學(xué)問題。同時，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、物理思維能力和科學(xué)態(tài)度與價值觀。知識點梳理1.加速度的定義和計算

-加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。

-加速度的計算公式：a=Δv/Δt，其中Δv為速度變化量，Δt為時間變化量。

2.牛頓第二定律

-牛頓第二定律內(nèi)容：物體所受的合外力等于物體的質(zhì)量與加速度的乘積，即F=ma。

-力、質(zhì)量、加速度三者之間的關(guān)系：在恒力作用下，物體的加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比。

3.實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

-實驗?zāi)康模禾骄考铀俣扰c力、質(zhì)量之間的關(guān)系。

-實驗原理：根據(jù)牛頓第二定律，通過改變力的大小和物體的質(zhì)量，觀察加速度的變化。

-實驗步驟：搭建實驗裝置，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)果。

4.加速度的矢量性

-加速度是矢量，具有大小和方向。

-加速度的方向與合外力的方向相同。

5.力的合成與分解

-力的合成：將多個力合成為一個力，稱為合力。

-力的分解：將一個力分解為兩個或多個力，稱為分力。

6.動力學(xué)基本方程

-牛頓第二定律的動力學(xué)基本方程：F=ma。

-動力學(xué)基本方程的應(yīng)用：求解物體在恒力作用下的運動狀態(tài)。

7.動能和勢能

-動能：物體由于運動而具有的能量，計算公式：Ek=1/2mv^2，其中m為物體質(zhì)量，v為速度。

-勢能：物體由于位置而具有的能量，包括重力勢能和彈性勢能。

8.動能定理和功

-動能定理：合外力對物體所做的功等于物體動能的變化量。

-功的計算公式：W=F·s，其中F為力，s為力的作用距離。

9.動量守恒定律

-動量守恒定律：在一個封閉系統(tǒng)中，如果沒有外力作用，系統(tǒng)的總動量保持不變。

10.動量定理和沖量

-動量定理：合外力對物體所做的沖量等于物體動量的變化量。

-沖量的計算公式：I=F·Δt，其中F為力，Δt為力的作用時間。課堂1.課堂評價：

-提問環(huán)節(jié)：通過提問，了解學(xué)生對牛頓第二定律的理解程度，包括加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，以及動力學(xué)基本方程的應(yīng)用。提問方式包括選擇題、判斷題和簡答題，預(yù)計用時10分鐘。

-觀察環(huán)節(jié)：觀察學(xué)生在實驗過程中的操作是否規(guī)范，是否能正確使用實驗器材，是否能按照實驗步驟進行操作。同時，觀察學(xué)生在小組討論中的參與度和合作情況，預(yù)計用時10分鐘。

-實驗報告評價：學(xué)生完成實驗報告后，教師進行評價，檢查實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實驗結(jié)論的正確性以及實驗過程的描述是否完整。預(yù)計用時10分鐘。

2.教學(xué)活動評價：

-小組討論：評估學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)，包括提出問題的能力、分析問題的能力、解決問題的能力以及團隊合作精神。預(yù)計用時10分鐘。

-實踐應(yīng)用：通過課堂練習(xí)，評估學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實際問題的能力，包括解決實際物理問題的思路和方法。預(yù)計用時15分鐘。

3.學(xué)生自評與互評：

-學(xué)生自評：鼓勵學(xué)生在課后進行自我評價，反思自己在課堂上的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，包括對知識的掌握程度、實驗操作能力等。

-互評：組織學(xué)生之間進行互評，相互指出對方在實驗操作、問題分析等方面的優(yōu)點和不足，促進學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)和共同進步。

4.課堂測試：

-在課程結(jié)束后，進行一次小測驗，測試學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況。測試內(nèi)容涵蓋牛頓第二定律的基本概念、加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系以及動力學(xué)基本方程的應(yīng)用。預(yù)計用時20分鐘。

5.教學(xué)反饋：

-教師根據(jù)課堂評價結(jié)果，及時調(diào)整教學(xué)策略，如針對學(xué)生普遍存在的問題進行重點講解，或者調(diào)整教學(xué)進度以適應(yīng)學(xué)生的接受能力。

-鼓勵學(xué)生通過課后作業(yè)和課堂提問反饋自己的學(xué)習(xí)困難和需求，教師及時給予解答和指導(dǎo)。

6.作業(yè)評價：

-對學(xué)生的作業(yè)進行認(rèn)真批改和點評，重點關(guān)注學(xué)生對牛頓第二定律的理解和應(yīng)用，以及實驗報告的完整性和準(zhǔn)確性。

-及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，對表現(xiàn)出色的學(xué)生給予表揚，對存在問題的學(xué)生提供個性化的輔導(dǎo)和建議。典型例題講解1.例題：一輛質(zhì)量為m的汽車以恒定加速度a行駛，經(jīng)過時間t后，汽車的速度是多少？

解答：根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma，其中F為合外力，m為質(zhì)量，a為加速度。由于汽車以恒定加速度行駛，合外力F恒定。根據(jù)速度公式v=u+at（其中u為初速度），由于初速度u為0，所以v=at。因此，汽車經(jīng)過時間t后的速度為v=at。

2.例題：一個物體在水平面上受到兩個力的作用，一個力為F1，另一個力為F2，物體質(zhì)量為m，加速度為a。求F1和F2的大小。

解答：根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma。由于物體受到兩個力的作用，合外力F為F1和F2的矢量和。設(shè)F1和F2的夾角為θ，則有F=F1+F2。根據(jù)力的分解和合成，可以列出以下方程：

F1cosθ=ma

F2cos(90°-θ)=ma

解得F1=m*a/cosθ，F(xiàn)2=m*a/cos(90°-θ)。

3.例題：一個質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個恒力F的作用，物體從靜止開始運動，經(jīng)過時間t，物體的位移是多少？

解答：根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma。由于物體從靜止開始運動，初速度u=0。根據(jù)位移公式s=ut+1/2at^2，代入u=0和a=F/m，得s=1/2*(F/m)*t^2。

4.例題：一個質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個變力F(t)的作用，物體從靜止開始運動，經(jīng)過時間t，物體的速度是多少？

解答：由于力F(t)是變力，需要先對力F(t)進行積分，得到物體受到的合外力F。然后根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma，求出加速度a。最后，根據(jù)速度公式v=