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《實驗：探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計
作為一位優(yōu)秀的人民教師，總不可避免地需要編寫教學(xué)設(shè)計，教學(xué)設(shè)計是一個系統(tǒng)設(shè)計并實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的過程，它遵循學(xué)習(xí)效果最優(yōu)的原則嗎，是課件開發(fā)質(zhì)量高低的關(guān)鍵所在。怎樣寫教學(xué)設(shè)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(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計，歡迎閱讀與收藏。
一、指導(dǎo)思想
本節(jié)課的學(xué)習(xí)，依據(jù)人教版高中物理必修一課本實驗二，建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論、多元智力理論和后現(xiàn)代主義。根據(jù)學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，設(shè)計活動，通過“科學(xué)探究→收集數(shù)據(jù)→分析處理數(shù)據(jù)→建構(gòu)概念”的教學(xué)流程，學(xué)生動手操作測量利用小車與加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系，經(jīng)歷科學(xué)探究過程，充分發(fā)揮學(xué)生主動探究的積極性，引導(dǎo)學(xué)生在合作探究、小組討論的過程中，總結(jié)得到加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系
二、教學(xué)背景分析
1、本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是建立在質(zhì)量、力，加速度的概念基礎(chǔ)之上，通過實驗探究收集數(shù)據(jù)、交流討論，建立概念的教學(xué)，是對簡單機械的拓展和深化，進一步認識三者之間的關(guān)系，是學(xué)生探究能力提升的過程之一。
2、高一學(xué)生現(xiàn)階段能力發(fā)展水平不平衡，形象思維能力較強，邏輯思維能力發(fā)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(shù)據(jù)，分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。學(xué)生通過前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道牛頓第二定律，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)可以加深學(xué)生對牛頓第二定律的理解。
3.教學(xué)方式
通過探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，速度是描述物體運動狀態(tài)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(tài)變化快慢的物理量。由前面的學(xué)習(xí)我們知道，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，質(zhì)量大的物體運動狀態(tài)不容易改變。這說明，加速度與力、質(zhì)量之間必然存在一定的關(guān)系。
4.教學(xué)準(zhǔn)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(guī)格:10g20g，用作牽引小車的力)；砝碼(規(guī)格:50g100g200g，用來改變小車的質(zhì)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(dǎo)軌.
三、教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
(1)理解探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)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(shù)據(jù)的有效性。
(3) 體驗如何平衡摩擦阻力、減小實驗系統(tǒng)誤差的操作方法。
(4) 體會整個探究過程的科學(xué)嚴(yán)謹和合理性。
學(xué)習(xí)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(shù)據(jù)的分析與處理。
學(xué)習(xí)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(shù)據(jù)的分析與處理。
2.過程與方法
(1)指導(dǎo)學(xué)生半定量的探究加速度和力、物體質(zhì)量的關(guān)系，知道用控制變量法進行實驗.
(2)學(xué)生自己設(shè)計實驗，自己根據(jù)自己的實驗設(shè)計進行實驗
(3)對實驗數(shù)據(jù)進行處理，看一下實驗結(jié)果能驗證什么問題.
3.情感、態(tài)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(yǎng)成嚴(yán)謹求實的態(tài)度。
四、教學(xué)內(nèi)容
本節(jié)實驗分別從“加速度與力的關(guān)系”和“加速度與質(zhì)量的關(guān)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(guān)系：保持小車質(zhì)量不變，通過改變槽可證明這兩個力只是近碼的個數(shù)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(zhì)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(zhì)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(guān)系。
加速度與質(zhì)量的關(guān)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(zhì)量。測得不同質(zhì)量的小車在這個拉力下運動的加速度，分析加速度與質(zhì)量的變化情況，找出二者之間的定量關(guān)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(zhì)量、物體所受的作用力和物體運動的加速度。
質(zhì)量的測量：可以用天平測量質(zhì)量。為了改變小車的質(zhì)量，可以在小車中增減砝碼的數(shù)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(fā)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(jù)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(shù) 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(guān)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(zhuǎn)換成測量位移了。
力的測量現(xiàn)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(guān)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(shè)計其他方法。
（三）實驗過程
1，用天平測出小車的質(zhì)量，用天平測出小桶及沙子的總質(zhì)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(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測出加速度，重復(fù)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(zhì)量m′不變，改變小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟4，作a－1/m圖象。若圖像為一直線，則證明加速度與質(zhì)量成反比。
（四）實驗數(shù)據(jù)
1. 探究加速度與合力的關(guān)系
F/N
a/(ms-1)
2. 探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系
M/kg-1
a/(ms-1)
五、教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
（一）引入
（二）開始實驗
（三）結(jié)束實驗
（四）總結(jié)
1，發(fā)文案，投影
分組定性討論。
下發(fā)紙張讓各小組將討論結(jié)果寫下來。
帶領(lǐng)學(xué)生進入實驗室，強調(diào)實驗室使用規(guī)范。
講解實驗內(nèi)容，演示操作，分析原理。
將學(xué)生分為四個小組進行實驗，巡視學(xué)生實驗，指出不當(dāng)操作。
讓各小組將實驗結(jié)論與討論結(jié)論做對比，并派一位代表作總結(jié)發(fā)言。
分為四個小組分別討論四種不同情況。
寫下討論結(jié)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(shù)據(jù)，畫出表格，通過數(shù)據(jù)總結(jié)關(guān)系。
實驗結(jié)論與討論結(jié)論做對比，并派一位代表作總結(jié)發(fā)言。
通過投影和小組討論的形式引入主題，增加學(xué)生對實驗和學(xué)習(xí)的興趣。
通過實驗結(jié)論與自己討論的結(jié)論形成對比加深學(xué)習(xí)印象。
保證學(xué)生在實驗室的安全。
保證實驗進行順利。
加深學(xué)生印象，為今天的實驗作總結(jié)。
詳細過程：
1.預(yù)習(xí)：通過APP向?qū)W生講解本節(jié)課實驗的原理，過程，要求，讓學(xué)生對本實驗有基本的了解。讓學(xué)生分成四組通過剛剛講解的原理進行討論，預(yù)測本實驗的結(jié)果，并記錄。
2.演示：將學(xué)生帶進實驗室，先向?qū)W生強調(diào)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(xué)生分為四組合作進行實驗，巡視學(xué)生實驗過程，糾正學(xué)生的錯誤操作。
4.總結(jié)：總結(jié)本次實驗的結(jié)果，并讓學(xué)生對比自己先前的討論結(jié)果，并讓四組小組選一位代表總結(jié)自己小組的成果。
六、板書設(shè)計
1，實驗：探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系
2，加速度與力的關(guān)系
3，加速度與質(zhì)量的關(guān)系
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