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高中物理必修一《探究加速度与力、质量的关系》优秀教案

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高中物理必修一《探究加速度与力、质量的关系》教案设计

新课标要求

(一)知识与技能

1、理解物体运动状态的变化快慢,即加速度大小与力有关,也与质量有关。

2、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。

3、培养学生动手操作能力。

(二)过程与方法

1、使学生掌握在研究三个物理量之间关系时,用控制变量法实现。

2、指导学生根据原理去设计实验,处理实验数据,得出结论.

3、帮助学生会分析数据表格,利用图象寻求物理规律。

(三)情感、态度与价值观

1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。

2、使学生养成实事求是的科学态度,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

3、培养学生的合作意识,相互学习,交流,共同提高的学习态度.

教学重点

1、怎样测量物体的加速度

2、怎样提供和测量物体所受的力

教学难点

指导学生选器材,设计方案,进行实验。作出图象,得出结论

教学方法

1、提出问题,导入探究原理――自主选器材,设定方案,进行操作,总结归纳――进行交流。

2、对学生操作过程细节进行指导,对学生实验过程的疑难问题进行解答。

教学用具:

多媒体、小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。

教学过程

(一)引入新课

教师活动:利用多媒体投影下图:

定性讨论:物体质量一定,力不同,物体加速度有什么不同?力大小相同,作用在不同质量物体上,物体加速度有什么不同?

物体运动状态改变快慢取决哪些因素?定性关系如何?

学生活动:学生讨论后回答:第一种情况,受力大的产生加速度大,第二种情况:质量大的产生加速度小。

学生再思考生活中类似实例加以体会。

点评:教师还可举日常生活中一些实例,如赛车和普通小汽车质量相仿,但塞车安装了强大的发动机,牵引力巨大,可产生很大加速度。再如并驾齐驱的大货车和

小汽车在同样大的制动力作用下,小汽车容易刹车.通过类似实例使学生获

得感性认识:加速度大小既与力有关,也与质量有关,为下一步定量研究做

好铺垫.

(二)进行新课

1、物体加速度与它受力的定量关系探究

教师活动:现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系(用控制变量法)。保持物体的质量不变,测量物体在不同力的作用下的加速度,探究加速度与力的定

量关系。请同学生据上述事例,猜测一下它们最简单关系。

学生猜测回答:加速度与力可能成正比。

教师活动:如何测量加速度a?需什么器材?请同学样设计方案。

学生回答:第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律,可用该实验器材测加速度。

小车在钩码牵引下作匀加速运动,利用打出纸带求加速度。

教师活动:现实中,除了在真空中抛体(仅受重力)外,仅受一个力的物体几乎不存在,但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相同的合力作用效果相同,因此

实验中力F的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合

力?如何测?请同学们想办法。

教师引导:可利用前边测加速度的器材,在钩码质量远小于小车质量条件下,

钩码重力大小等于对小车拉力(至于为什么以后再讨论),但必须设法使木

板光滑,或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计。这样小车受的合力就等

于钩码重力。教师对学生设计方案的可行性进行评估,筛选出最佳方案进行

实验。

学生活动:学生思考,设计可行方案测量,也可借鉴教师提供案例进行设计。

教师活动:指导学生分组实验,把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。

学生活动:学生设计实验步骤,进行分组实验,取得数据。

教师活动:如何直观判断加速度aF的数量关系?指导学生以a为纵坐标,以F为横坐标建立坐标系,利用图象找规律。利用实物投影展示某同学做的图象,让

大家评价。

学生活动:学生在事先发给的坐标纸上描点,画图象,看图象是否是过原点的直线,就能判断aF是否成正比。

分析研究表格中数据,得出结论。

2、物体的加速度与其质量的定量关系探究

教师活动:保持物体所受力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,探究加速度与质量关系,请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系?教师解释:若a m 成反比,其实是a 1m 成正比,a l m 的图象应是什么?

学生猜测回答:加速度与质量可能成反比。

应该是过原点直线。

教师活动:保持钩码质量一定,即拉力大小一定,如何改变小车质量?

将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中,建立a 1m 坐标系作

图象。

学生回答:在小车上加砝码。

学生设计实验步骤,进行分组实验,测出不同质量时加速度。在坐标纸上描

点,作a l m 图象,据a l m 图象建否是过原点直线就能判断加速度是

否与质量成反比。

点评:由于学生刚开始从事探究实验,缺乏经验,需要教师指导,比如设计方案,利用

图象处理数据,学生一无经历,二不习惯,所以宜采用定向探究,逐步使学生走向自由探究。

3、对实验可靠性进行评估

教师活动:如果同学们猜想是正确的,那么根据实验数据,以a 为纵坐标,以F 横坐标,

或以a 为纵坐标,1m 为横坐标,作出图象都应该是过原点的直线,但实际

描的点并不严格在某直线上,也不一定过原点。若真是a ∝F a ∝l m 得需

多次实验才能证实。

学生讨论结果,看书讨论相关问题。

课余作业

1、课后完成实验报告。

2、预习第三节牛顿第二定律。

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