物理《實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》教案人教版必修1關(guān)注高中學(xué)習(xí)資料庫(kù)

《物理《實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》教案人教版必修1關(guān)注高中學(xué)習(xí)資料庫(kù)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理《實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》教案人教版必修1關(guān)注高中學(xué)習(xí)資料庫(kù)（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、必修一4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 一、教材分析 這是一節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課，目的是為了讓學(xué)生體會(huì)物理探究過(guò)程中所用的科學(xué)方法。書中沒有給出確定的實(shí)驗(yàn)方案，要學(xué)生自己設(shè)計(jì)，但是給出了實(shí)驗(yàn)的基本思路：控制變量法。學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過(guò)控制變量法，難度應(yīng)該不大。 二、教學(xué)目標(biāo) .知識(shí)與技能 1 .理解物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān). 2 .通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系. 3 .培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力. 過(guò)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(jìn)行實(shí)驗(yàn). 2 .學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，自己根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)

2、行實(shí)驗(yàn). 3 .對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，看一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果能驗(yàn)證什么問(wèn)題， 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1 .通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)事求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度. 2 .通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神. （2）培養(yǎng)與人合作的團(tuán)隊(duì)精神. 三、教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1 .控制變量法的使用. 2 .如何提出實(shí)驗(yàn)方案并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行. 3 .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理. 教學(xué)難點(diǎn) 1 .如何提出實(shí)驗(yàn)方案并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行. 2 .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理. 四、學(xué)情分析 學(xué)生對(duì)控制變量法應(yīng)以掌握，關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)操作能力不強(qiáng)，應(yīng)讓其做好充分的課前預(yù)習(xí) 五、教學(xué)方法 探究、講授、

3、討論、練習(xí) 六、課前準(zhǔn)備 多媒體課件，小車（20輛，每輛車上貼上質(zhì)量為200g,貼上“參照車”與“實(shí)驗(yàn)車”字樣）,一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板（20個(gè)），一次性小塑料口杯及棉線套（20個(gè)，質(zhì)量可忽略），50g規(guī)格鉤碼10盒（每盒10個(gè)），托盤天平祛碼20盒，刻度尺（米尺），線繩若干，鐵文件夾10個(gè)，計(jì)算機(jī)和大屏幕投影系統(tǒng)一套，計(jì)算器。 七、課時(shí)安排 1課時(shí) 八、教學(xué)過(guò)程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 （二）情境導(dǎo)入、展示目標(biāo) 利用多媒體投影圖4一2一1； Fg Ft 田4-2-1 分組定性討論 組I:物體質(zhì)量一定，力不同，物體加速度有什么不同？ 組2：力大小相同，作用在不同質(zhì)

4、量的物體上，物體加速度有什么不同？ 師：請(qǐng)組1的代表回答一下你們討論的結(jié)果. 組1生：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度應(yīng)該隨著力的增大而增大. 師：請(qǐng)組2的代表回答你們組討論的問(wèn)題， 組2生：當(dāng)力大小相同時(shí)，物體質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變，所以質(zhì)量越大，加速度越小. 師：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢取決于哪些因素?定性關(guān)系如何？ 生1：應(yīng)該與物體的質(zhì)量和物體所受的力有關(guān)系,力越大，加速度越大：質(zhì)量越大，加速度越小. 生2：這里指的力應(yīng)該是物體所受的合力，以上圖為例，物體所受的重力和支持力相等,不參與加速度的提供. 師：剛才進(jìn)行多媒體演示時(shí)一次是固定力不變，一次是固定質(zhì)量不變，這樣做有什

5、么好處呢？ 生：,方便我們的研究. 師：這是研究多個(gè)變量之間關(guān)系的非常好的方法，我們把它稱作控制變量法.我們以前在什么地方學(xué)到過(guò)這種方法？ 生1：在初中我們?cè)谔骄课矬w的密度與質(zhì)量、體積之間的關(guān)系時(shí) 生2：在研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí). 師：好，我們這節(jié)課就用這種方法進(jìn)行探究加速度和力、質(zhì)量之間的關(guān)系. 首先來(lái)看本屆的學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1 .理解物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān). 2 .通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系. 3 .培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力. 過(guò)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(jìn)

6、行實(shí)驗(yàn). 2 .學(xué)生自，己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，自己根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn). 3 .對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，看一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果能驗(yàn)證什么問(wèn)題， 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1 .通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)事求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度. 2 .通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神. 3 .培養(yǎng)與人合作的團(tuán)隊(duì)精神. （三）合作探究、精講點(diǎn)撥 一、加速度與力的關(guān)系 師：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，保持物體的質(zhì)量不變，測(cè)量物體在各個(gè)不同的力的作用下的加速度,分析加速度與力的關(guān)系,大家分組討論并且每組設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，并說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的原理. 分組討論 組1生1：我們是根據(jù)課本上的參考案例設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的（在投影儀上展示實(shí)驗(yàn)裝置如圖

7、4-2 -2）.?4-2-2 組1生2：我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理如下；因?為兩個(gè)小車的初速度都為零，拉力大小不同，但對(duì)每個(gè)小車來(lái)說(shuō)保持不變，所以小車應(yīng)該做勻加速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式又=毗72可知，加速度和位移成正比，只要測(cè)量位移就可以得到加速度與受力之間的關(guān)系，力的大小可以根據(jù)盤中的祛碼求出來(lái). 師：下面請(qǐng)組2的代表發(fā)言. 組2生1；我們?cè)O(shè)計(jì)的方法和組1的差不多，我們是用了一輛小車，小車后面連接一紙帶,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)所打的點(diǎn)計(jì)算小車的加速度，然后再看所受的力和加速度的關(guān)系. 組2生2：為了消除摩擦力的影響，我們?cè)谀景逑旅鎵|了一個(gè)小木塊

8、，當(dāng)小車沒有拉力時(shí)讓它在木板上勻速運(yùn)動(dòng). 師：這個(gè)同學(xué)的想法很好，這樣小車受到的繩子的拉力就等于小車受到的合力，下面請(qǐng)組3的同學(xué)代表發(fā)言. 組3生1：前面兩組的同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)都是物體的初速度為零，我們可以利用氣墊導(dǎo)軌設(shè)計(jì)一個(gè)更為一般的方法，讓導(dǎo)軌傾斜不同的角度，滑塊所受的力就是重力的分力，讓滑塊滑過(guò)軌道中間的兩個(gè)光電門，記錄經(jīng)過(guò)光電門的速度和兩個(gè)光電門的距離，根據(jù)公式x=（va-v力/2a可以求出加速度的大小，從而可以得到加速度和力的關(guān)系. 師：好的，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前還應(yīng)該先設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)表格來(lái)記錄一下自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).那么你是怎樣設(shè)計(jì)表格使你的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得以記錄的呢？ 生L水平面長(zhǎng)木板與小

9、車，車后用繩控制小車運(yùn)動(dòng)，兩車偵量相同.表格設(shè)計(jì)如下： 參考表格 生用輛車，量速 小車1 小車2 2： 小測(cè)加度 次數(shù) 拉車祛碼（S） 位移xl/cm 拉車硅碼（S） 位移x2/cm 1 2 3 4 5 次數(shù) 拉車硅碼（g） 加速度a： 拉車祛碼（e） 加速度船 1 2 3 4 5 師：好，現(xiàn)在大家就根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把數(shù)據(jù)填人設(shè)計(jì)的表格內(nèi). 學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

10、，老師巡回指導(dǎo)，幫助實(shí)力較弱的小組完成實(shí)驗(yàn) 師：現(xiàn)在請(qǐng)各小組簡(jiǎn)要進(jìn)行一下實(shí)驗(yàn)報(bào)告. 組1生1；我們根據(jù)課本上的參考案例進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),因?yàn)橐阎≤嚨募铀俣群臀灰瞥烧?通過(guò)驗(yàn)證位移和受力之間的關(guān)系，即可得出加速度和受力的關(guān)系. 師：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是怎樣進(jìn)行處理的呢？ 組1生2：我用的是位移和對(duì)應(yīng)力的比值. 組1生3：通過(guò)我們的討論，我們發(fā)現(xiàn)用作圖的方法能更好地表示位移（即加速度）和力的關(guān)系.關(guān)系圖表如圖4-2-3所示；可得在研究物體質(zhì)量不變的情況下，物體的加速度與物 體所受的外力成正比.圖4-2-3 組2生：我們通過(guò)處理小車后面的紙帶，計(jì)算出小車的加速度，通過(guò)作圖驗(yàn)證了小車的加速度

11、和物體所受的合力成正比.組3生：我們用氣墊導(dǎo)軌作出的加速度和所受力的關(guān)系圖象，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是圖象非常接近一條過(guò)原點(diǎn)的直線. 師：大家做得都非常好,那么你們?cè)趯?shí)驗(yàn)中遇到的困難是什么呢?能不能想出辦法來(lái)克服? 組1生：當(dāng)拉小車的祛碼的質(zhì)量較大時(shí)，繩子容易打滑，從而影響了位移的測(cè)量.我們用松香涂抹在繩子上，效果不錯(cuò). 組2生：我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了這樣一個(gè)問(wèn)題，即當(dāng)祛碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量差不多時(shí),a-F圖象不能再是一條直線，，而是發(fā)生了彎曲. 師：這組同學(xué)的問(wèn)題非常好，實(shí)際上祛碼和盤的重力并不嚴(yán)格等于小車受到的拉力，簡(jiǎn)單證明如下：設(shè)硅碼及盤的質(zhì)量為m,小車的質(zhì)量為M,則分別對(duì)它們進(jìn)行受力分析，對(duì)小

12、車,受拉力和摩擦力，對(duì)祛碼和盤，受重力和拉力，那么它們之間的關(guān)系是什么呢?如果相等，根據(jù)物體受合力為零則物體做勻速運(yùn)動(dòng)，而實(shí)際上祛碼及盤實(shí)際的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是做加速運(yùn)動(dòng)，所以說(shuō)重力和拉力并不相等，而是應(yīng)該重力大于拉力，而我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中認(rèn)為二者相等，所以實(shí)驗(yàn)的誤差有一部分來(lái)源于此.控制的方法就是盡可能地使祛碼和盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及硅碼的質(zhì)量，具體的分析方法我們將在下一節(jié)學(xué)到. 組3生：雖然用氣墊導(dǎo)軌做實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較精確，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜. 師：我們可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使數(shù)據(jù)處理變得簡(jiǎn)單化，大家在課下討論一下看如何用數(shù)據(jù)處理軟件處理實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù). 師：以上我們是通過(guò)控制物體的質(zhì)量不變來(lái)

13、探究物體的加速度與物體所受力之間的關(guān)系,下面同學(xué)們繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，通過(guò)控制物體所受的力不變來(lái)探究物體的加速度和質(zhì)量的關(guān)系. 二、加速度與質(zhì)量的關(guān)系 一學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師巡回指導(dǎo)，幫助實(shí)力較弱的小組實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn) 由于和以上的實(shí)驗(yàn)方法非常類似，所以可以直接讓學(xué)生得出結(jié)論. 師：大家得出的結(jié)論是什么？ 生：物體加速度在物體受力不變時(shí)，和物體的質(zhì)量成反比. 師：這時(shí)候我們應(yīng)該怎樣通過(guò)圖象來(lái)驗(yàn)證問(wèn)題呢？ 生：我們?nèi)绻鱝-M圖象則圖象是曲線，我們可以作a-1/M圖象來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，物體的加速度和質(zhì)量成反比，所以a—1/M圖象應(yīng)該是一條過(guò)原點(diǎn)的直線. 三、由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的結(jié)論 師：通過(guò)大家的實(shí)驗(yàn)

14、，排除誤差的影響，大家討論總結(jié)一下加速度和物體所受的力以及物體質(zhì)量之間的關(guān)系. ［分組討論］ 生1:我們可以得出這樣的結(jié)論：物體的加速度和物體所受的力成正比，和物體的質(zhì)量成反比. 生2：應(yīng)該是和物體所受的合力成正比. 生3：我想力是矢量，加速度也是矢量，加速度的方向應(yīng)該和物體所受力的方向相同. 師：（總結(jié)）大家的發(fā)言非常好，那么我們得出的結(jié)論是不是一個(gè)定理性的結(jié)論呢?僅靠少量的實(shí)驗(yàn)是不行的，應(yīng)該通過(guò)更為精確的實(shí)驗(yàn)和更多次的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明，不過(guò)我們大家在現(xiàn)有水平下能夠得出這個(gè)結(jié)論是非常了不起的，這是我們下節(jié)課要學(xué)的牛頓第二定律的內(nèi)容. （四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè) 在水平路面上，一個(gè)大人

15、推一輛重車，一個(gè)小孩推一輛輕車，各自做勻加速運(yùn)動(dòng)（阻力不計(jì)）.甲、乙兩同學(xué)在一起議論，甲同學(xué)說(shuō)：大人推力大，小孩推力小，因此重車的加速度大.乙同學(xué)說(shuō)，重車質(zhì)量大，輕車質(zhì)量小，因此輕車,的加速度大.你認(rèn)為他們的說(shuō)法是否正確?請(qǐng)簡(jiǎn)述理由. 答：甲、乙兩同學(xué)的結(jié)論和理由都不全面和充分，物體的加速度決定于物體所受的合外力和物體的質(zhì)量.大人的推力雖然大，但車的質(zhì)量也大，因此重車的加速度也不一定就大.小車的質(zhì)量小，但是小孩的推力也小，因而解車的加速度也不一定大.判斷誰(shuí)的加速度大，必須看各自的質(zhì)量和合外力. ［小結(jié)］ 本節(jié)我們學(xué)習(xí)了： 1 .力是物體產(chǎn)生加速度的原因. 2 .用控制變量法探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法. 3 .物體的質(zhì)量一定時(shí)，合外力越大，物體的加速度也越大；合外力一定時(shí)，物體的質(zhì)量越大，其加速度越小，且合外力的方向與加速度的方向始終一致. 4 .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法. 九、板書設(shè)計(jì) 表格數(shù)據(jù)分析 十、教學(xué)反思 學(xué)生實(shí)驗(yàn)控制比較難，可能出現(xiàn)各種情況，課前教師應(yīng)做好充分準(zhǔn)備