《實驗：探究加速度與力，質量的關系》教學設計

時間：2023-02-25 20:53:34 教學設計我要投稿

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　　作為一位優秀的人民教師，總不可避免地需要編寫教學設計，教學設計是一個系統設計并實現學習目標的過程，它遵循學習效果最優的原則嗎，是課件開發質量高低的關鍵所在。怎樣寫教學設計才更能起到其作用呢？下面是小編精心整理的《實驗：探究加速度與力，質量的關系》教學設計，歡迎閱讀與收藏。

《實驗：探究加速度與力，質量的關系》教學設計

　　一、指導思想

　　本節課的學習，依據人教版高中物理必修一課本實驗二，建構主義的學習理論、多元智力理論和后現代主義。根據學生最近發展區，設計活動，通過“科學探究→收集數據→分析處理數據→建構概念”的教學流程，學生動手操作測量利用小車與加速度與力，質量的關系，經歷科學探究過程，充分發揮學生主動探究的積極性，引導學生在合作探究、小組討論的過程中，總結得到加速度與力，質量的關系

　　二、教學背景分析

　　1、本節的教學內容是建立在質量、力，加速度的概念基礎之上，通過實驗探究收集數據、交流討論，建立概念的教學，是對簡單機械的拓展和深化，進一步認識三者之間的關系，是學生探究能力提升的過程之一。

　　2、高一學生現階段能力發展水平不平衡，形象思維能力較強，邏輯思維能力發展水平不高，但具有一定的物理實驗的基本技能和基本方法，已初步具備收集、記錄實驗數據，分析實驗數據得出結論的能力。學生通過前面的學習已經知道牛頓第二定律，通過本節課的學習可以加深學生對牛頓第二定律的理解。

　　3.教學方式

　　通過探究加速度與力、質量的關系，速度是描述物體運動狀態的物理量，加速度是描述速度變化快慢的物理量。因此也可以說，加速度是描述物體運動狀態變化快慢的物理量。由前面的學習我們知道，力是改變物體運動狀態的原因，質量大的物體運動狀態不容易改變。這說明，加速度與力、質量之間必然存在一定的關系。

　　4.教學準備

　　多媒體課件，小車一端帶滑輪長木板、帶小鉤或小盤的細線兩條；鉤碼(規格:10g20g，用作牽引小車的力)；砝碼(規格:50g100g200g，用來改變小車的質量)；刻度尺、計算器，鉛筆；文件夾；粗線繩(用來牽引小車).打點計時器、電源、紙帶、氣墊導軌.

　　三、教學目標

　　1.知識與技能

　　(1)理解探究加速度與力、質量的關系的合理性和必要性。

　　(2) 理解實驗思路的合理性，以及用圖像處理實驗數據的有效性。

　　(3) 體驗如何平衡摩擦阻力、減小實驗系統誤差的操作方法。

　　(4) 體會整個探究過程的科學嚴謹和合理性。

　　學習重點：

　　1. 控制變量法的使用。

　　2. 如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行。

　　3. 實驗數據的分析與處理。

　　學習難點：

　　1. 如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行。

　　2. 實驗數據的分析與處理。

　　2.過程與方法

　　(1)指導學生半定量的探究加速度和力、物體質量的關系，知道用控制變量法進行實驗.

　　(2)學生自己設計實驗，自己根據自己的實驗設計進行實驗

　　(3)對實驗數據進行處理，看一下實驗結果能驗證什么問題.

　　3.情感、態度與價值觀

　　(1)在實驗探究活動中，有樂于探索、合作交流的情感。

　　(2)在探究活動過程中，養成嚴謹求實的態度。

　　四、教學內容

　　本節實驗分別從“加速度與力的關系”和“加速度與質量的關系”兩方面進行研究。

　　（一）實驗思路：

　　將小車置于水平木板上，通過滑輪與槽碼相連。小車可以在槽碼的牽引下運動。

　　加速度與力的關系：保持小車質量不變，通過改變槽可證明這兩個力只是近碼的個數改變小車所受的拉力。小車所受的拉力可認為與似相等，條件是槽碼的質槽碼所受的重力相等。測得不同拉力下小車運動的加速度，量要比小車的質量小很多。分析加速度與拉力的變化情況，找出二者之間的定量關系。

　　加速度與質量的關系：保持小車所受的拉力不變，通過在小車上增加重物改變小車的質量。測得不同質量的小車在這個拉力下運動的加速度，分析加速度與質量的變化情況，找出二者之間的定量關系。

　　（二）物理量的測量

　　本實驗需要測量的物理量有三個：物體的質量、物體所受的作用力和物體運動的加速度。

　　質量的測量：可以用天平測量質量。為了改變小車的質量，可以在小車中增減砝碼的數量。

　　加速度的測量：方法1小車做初速度為0的勻加速直線運動，則測量小車加速度最直接的辦法就是用刻度尺測量小車移動的位移x，并用秒表測量發生這段位移所用的時間t，然后由a=2x/t2

　　計算出加速度a。

　　方法2將打點計時器的紙帶連在小車上，根據紙帶上打出的點來測量加速度（參考第一章的實驗方法）。

　　方法3 在這個實驗中也可以不測量加速度的具體數值。這是因為我們探究的是加速度與其他物理量之間的比例關系，因此測量不同情況下物體加速度的比值即可。

　　如果能做到讓兩個做初速度為0的勻加速直線運動的物體的運動時間t相等，那么由（1）式可知，它們的位移之比就等于加速度之比，即

　　x1/x2=a1/a2

　　這樣，測量加速度就轉換成測量位移了。

　　力的測量現實中，僅受一個力作用的物體幾乎不存在。然而，一個單獨的力的作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的。因此，實驗中作用力F的含義可以是物體所受的合力。

　　如何為運動的物體提供一個恒定的合力，如何測出這個合力是本實驗的關鍵，有很多可行的方法。下面參考案例中的方法可供選用，也可以設計其他方法。

　　（三）實驗過程

　　1，用天平測出小車的質量，用天平測出小桶及沙子的總質量。

　　2，按圖安裝實驗器材。

　　3，平衡摩擦力。在長木板沒有定滑輪的一端墊小木塊，使之形成傾角較小的斜面，使滑動摩擦力與重力沿斜面向下的分力平衡。輕推小車使小車近似做勻速直線運動。

　　4，掛上沙桶，接通打點計時器的電源，放開小車，在紙帶上打下一系列的點。通過紙帶算出加速度。

　　5，保持小桶里沙子的質量不變，在小車里加砝碼，測出加速度，重復幾次。

　　6，作a－F的圖像。描點作圖，若這些點在一條直線上，證明了加速度與力成正比。

　　7，保持小桶和沙子質量m′不變，改變小車質量m，重復步驟4，作a－1/m圖象。若圖像為一直線，則證明加速度與質量成反比。

　　（四）實驗數據

　　1. 探究加速度與合力的關系

　　F/N

　　a/(ms-1)

　　2. 探究加速度與質量的關系

　　M/kg-1

　　a/(ms-1)

　　五、教學過程

　　教學環節

　　教師活動

　　學生活動

　　設計意圖

　　（一）引入

　　（二）開始實驗

　　（三）結束實驗

　　（四）總結

　　1，發文案，投影

　　分組定性討論。

　　下發紙張讓各小組將討論結果寫下來。

　　帶領學生進入實驗室，強調實驗室使用規范。

　　講解實驗內容，演示操作，分析原理。

　　將學生分為四個小組進行實驗，巡視學生實驗，指出不當操作。

　　讓各小組將實驗結論與討論結論做對比，并派一位代表作總結發言。

　　分為四個小組分別討論四種不同情況。

　　寫下討論結果。

　　依次進入實驗室，聽從老師安排。

　　開始實驗。

　　完成實驗，得到數據，畫出表格，通過數據總結關系。

　　實驗結論與討論結論做對比，并派一位代表作總結發言。

　　通過投影和小組討論的形式引入主題，增加學生對實驗和學習的興趣。

　　通過實驗結論與自己討論的結論形成對比加深學習印象。

　　保證學生在實驗室的安全。

　　保證實驗進行順利。

　　加深學生印象，為今天的實驗作總結。

　　詳細過程：

　　1.預習：通過APP向學生講解本節課實驗的原理，過程，要求，讓學生對本實驗有基本的了解。讓學生分成四組通過剛剛講解的原理進行討論，預測本實驗的結果，并記錄。

　　2.演示：將學生帶進實驗室，先向學生強調物理實驗室注意事項,親自演示一遍實驗過程，并在演示的過程中講解重難點和重要事項。

　　3.實驗進行：讓學生分為四組合作進行實驗，巡視學生實驗過程，糾正學生的錯誤操作。

　　4.總結：總結本次實驗的結果，并讓學生對比自己先前的討論結果，并讓四組小組選一位代表總結自己小組的成果。

　　六、板書設計

　　1，實驗：探究加速度與力，質量的關系

　　2，加速度與力的關系

　　3，加速度與質量的關系

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