《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计天津市第一百中

《试验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计天津市第一百中学李春华【教学目标】一、学问与技能 　　1．理解物体运动状态的变化快慢即加速度大小与力有关，与质量也有关。 　　2．通过试验探究加速度与力和质量的定量关系。 　　3．培育同学动手操作力量。 　　二、过程与方法1．指导同学半定量地探究加速度与力和质量的关系，知道用把握变量法进行试验。 　　2．引导同学自己设计试验，并依据设计进行试验。 　　3．对试验数据进行处理，并能依据数据结果得出结论。 三、情感、态度、价值观 　　1．通过试验，培育实事求是、敬重客观规律的科学态度。 　　2．通过探究激发同学的求知欲和创新精神。 　　3．培育与人合作的团队精神。 　　【教学重点】 　　1．把握变量法的使用。2．如何提出试验方案，并使试验方案合理可行。 　　3．试验数据的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和处理。 　　【教学难点】 　　1．在老师引导下提出切实可行的试验方案。 　　2．试验的操作过程。 　　【教学用具】 　　多媒体 课件 超市陈列培训课件免费下载搭石ppt课件免费下载公安保密教育课件下载病媒生物防治课件 可下载高中数学必修四课件打包下载 ，小车（20辆，每辆车上贴上质量为200g，贴上“参照车”与“试验车”字样），一端带有滑轮的长木板（20个），一次性小塑料口杯及棉线套（20个，质量可忽视），50g规格钩码10盒（每盒10个），托盘天平砝码20盒，刻度尺（米尺），线绳若干，铁文件夹10个，计算机和大屏幕投影系统一套，计算器。 　　【教学要求】 　　上课地点为试验室，共分成10组，五个同学一组，每组男、女生都要有，选出组长一名。每组桌上贴上组号，每个同学发学案一张，每组同学带课本，计算器，铅笔。 　　【课时支配】 　　2课时（第1课时探究试验方案，第2课时试验操作、分析试验数据、得出结论） 　　【教学过程】 　　一、第1课时：设计试验方案（老师组织同学争辩并回答学案上的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ） 　　问题1：本节课争辩物体运动的加速度大小跟什么有关，请同学们先猜一猜加速度大小跟什么有关？ 　　老师留意：同学可能猜出质量和力以外的因素，老师引导或告之本节课只探究加速度与力和质量的关系。 　　问题2：请同学们猜一猜加速度与力、质量有什么关系，列举出实例。 　　假犹如学说不出实例，老师可以列举以下典型的例子：绿灯亮后，摩托车先冲出，然后小轿车，最终载重货车，说明质量大加速度小；方程式赛车的发动机功率大，启动快，加速度大，说明力大加速度大。播放以上例子的视频。问题3：能否从理论上验证力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小是合理的？参考答案：力是转变运动状态的缘由，力大运动状态简洁转变，而运动状态的转变快慢是用加速度来描述的，因此力大，加速度大；质量是惯性大小的量度，质量大，惯性大，运动状态难转变，即加速度小。老师留意：同学回答这一问题时，简洁用举实例法，老师留意引导从理论动身。问题4：争辩一个物理量同时与两个物理量有什么关系，应当接受什么方法？ 　　同学很简洁回答出用把握变量法。 　　问题5：学校用过这种方法吗？举例说明。（支配此问题的目的是向同学进行物理学争辩方法的教育） 　　参考答案：在争辩电流与电压、电阻两个量是什么关系时；在争辩压强与压力、作用面积两个量是什么关系时。 　　问题6：保持质量肯定，怎样争辩加速度与力的关系，或保持力肯定，怎样争辩加速度与质量的关系？ 　　同学会回答出用打点计时器测出几个加速度及所对应的力，分析加速度与力关系或加速度与质量关系，若不提测加速度，可追问如何测出加速度。 　　以上6个问题难度不大，建议接受单独让某个同学回答的方式即可，不必给时间进行小组内争辩。 　　问题7：鉴于用纸带测出加速度是我们已经把握的一种技能，因此本次探究加速度与力、质量关系不想用此方法。请同学们另外设计出一种切实可行的试验方法？ 　　（1）阐述试验的理论依据及对试验方法的初步设计。 　　（2）在此理论框架内，具体的试验方案是什么？ 　　组内争辩6分钟，每组组长预备发言。 　　在同学争辩期间，老师巡察参与争辩沟通，假如时间过半还有一些组提不出方案，老师可提示该组同学参考课本43页“做一做”栏目，再争辩．参考答案：理论依据及初步设计：两物体均做初速度为零的匀加速直线运动，由x=知，相同时间内的位移关系，就是他们的加速度关系。 　　具体试验方案：课本78页参考案例。 　　同学在阐述时可能（1）（2）两个问题混在一起说出，只要合理、清楚即可；另外理论依据与方案课本上都有，同学看了课本就很简洁回答此问题。 　　引申问题：在此理论依据下，能否再设计出一种试验方案，组内争辩10分钟后组长发言。（争辩后，刚才只提出课本上方案的组重点发言，已经提出不同于课本上方案的组也可以再提出第3种方案。） 老师组织同学们对各种方案进行评价，只要合理可行即可。最终老师指出：本节课用课本78页的方案。 　　问题8：绳拉小车的力是小车受的合力吗？ 　　同学很简洁提出还有摩擦力。 　　问题9：我们必需要使绳拉小车的力成为小车受到的合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题简单化，那么怎样去掉摩擦力呢？组内争辩5分钟后组长发言。 　　参考答案： 　　（1）用重力分力平衡掉摩擦力（老师可投影图片解释），为此可以倾斜木板，直到小车放上后恰能静止或被轻推后匀速。 　　（2）减小摩擦力直到可忽视，可接受气垫导轨。 　　第2课时：做试验并记录、分析数据，得出结论 　　一、试验前老师做以下交待： 　　1．为了节省时间，老师给同学做一下分工，1-5组探究加速度与力的关系，参照 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 一和表二要求（见学案）；6-10组探究加速度与质量的关系，参照表三和表四要求（见学案），要填写好表格。 　　2．平衡摩擦力时不必将拴有口杯小桶的绳子解下，车后拖的绳子也不用解下，放在车上即可。 　　3．留意铁夹子的位置。 　　4．留意试验中同学之间相互协作，如谁扶住板，谁把握铁夹开启、闭合，谁负责更换砝码和保证绳在滑轮内并负责爱护仪器，谁负责测量记录等。附： 表一（两车质量均为200g+100g） 参照车试验车组别绳上挂的钩码/g （代表力F1）位移x1/cm绳上挂的钩码/g（代表力F2）位移x2/cm120 30 220 40 320 50 420 60 520 70   表二（两车质量均为200g+100g）组别11．5 22．0 32．5 43．0 53．5  表三（两车绳上挂的钩码均为40g） 参照车试验车组别车和车上砝码总质量/g（代表质量m1）位移x1/cm车和车上砝码总质量/g（代表质量m2）位移x2/cm1300 200 2300 400 3300 500 4300 600 5300 700  表四（两车绳上挂的钩码均为40g）组别12/3=0．67 24/3=1．33 35/3=1．67 46/3=2．00 57/3=2．33  　　（以上试验过程36min）二、分析试验数据并得出结论 　　让同学分析表二和表四，并得出结论。 　　参考答案：在两车质量一样的状况下，试验车受的力是参照车的多少倍，加速度就是参照车的多少倍，说明加速度与力成正比；在两车受力一样的状况下，试验车总质量是参照车的几倍，加速度就是参照车的几分之一，说明加速度与质量成反比。 　　【课堂 小结 学校三防设施建设情况幼儿园教研工作小结高血压知识讲座小结防范电信网络诈骗宣传幼儿园师德小结 】 　　1．高中第一次接触把握变量法。 　　2．爱因斯坦有一句名言：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”，因此猜想出加速度与质量、力的关系比试验验证重要，提出试验方案比试验操作重要，通过本节课，大家要好好体会。 　　3．体会合作的含义，现代科研是需要团队精神的。 　　【作业】 　　1．思考题：除了摩擦力以外，你觉得引起误差的主要缘由还有什么？为克服这一问题，请设计出改进的试验方案。 　　2．思考题：用气垫导轨做试验可以基本消退摩擦力影响，假如结合光电计时器也可以测量加速度大小，大家参考课本32页第4题设计一个探究加速度与力、质量关系的试验，条件是没有滑轮系统。 　　教学设计说明： 　　1．铁文件夹的方案有系统误差，为什么教学中仍旧接受？ 　　（1）笔者认为越是朴实、简洁的器材，越能反映出试验的本质，越能体现物理的争辩之美，另外器材的简洁必定导致同学主体地位的体现，即从操作，到测量记录，再到计算分析都是同学动手完成，同学在行动中充分体会试验的原理和技巧，提高了力量。 　　（2）当然，为了解决铁夹子闭合后相对绳子还要运动的问题，笔者在上课前也尝试了一些改进措施，但发觉都不如铁文件夹方案效果好，如利用数码相机拍照的方案，相机的反应时间太长，车都要碰上定滑轮了，画面还没有被定格。再如笔者设计出车后拖纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，利用手同时快速按一下两个振片使振针在两个纸带上留下一个点迹，从而得到两辆车运动的位移，但是操作中发觉纸带总被限位孔磨破从而被卡住。 （3）没有依据《教参》上的方法对铁文件夹进行固定改进，由于接受手按住夹子的方法效果也不错，只是由于学校只有一种50g规格的钩码，所以用一次性塑料口杯做成小桶来装钩码和天平的砝码，算是一点改进。至于做几次试验，每一次的车质量与力大小完全参照《教参》上的案例。2．为什么同学提出用铁文件夹的方案后，还要求设计新的试验方案？ 　　（1）由于课本上有此方案，同学确定都作了预习，所以提出铁文件夹的方案“设计”的成分大打折扣，让同学争辩有走形式，假探究之嫌。 　　（2）重新设计出不同的试验方案，有助于创新力量的培育。 　　3．课本上没有平衡摩擦力这一环节，为什么要加上这一环节？ 　　（1）提高精确     性。 　　（2）刚刚学完力的分解，可以复习检验这部分学问，同时体会分解力的实际应用。 　　（3）为牛顿其次定律中F为F合做铺垫。 　　教学过程中关键环节完成状况简介： 　　1．同学在回答第6个问题时，说出力大，加速度就大后，说出力与加速度成正比的结论，同样依据质量大，加速度就小得出加速度与质量成反比的结论，老师准时作了订正。 　　2．在设计试验的环节上： 　　（1）同学说出让两辆车同时启动，同时静止，这样运动时间就一样，依据x=，位移关系，就是加速度关系．老师马上意识到同学看了课本的试验案例，指出若表达成同时启动，同时静止，则全程的加速度是变化的，公式x=并不适用，在此时只能直接给出课本的案例，同时问同学铁文件夹闭合后车是马上停止吗？引导同学得出应当表述成两辆车同时启动，运动相同时间，位移关系，就是加速度关系，同时也看出了试验中的一个缺陷，闭合铁文件夹后线绳相对夹子还要运动，测出的位移并不准。 　　（2）在同学自己设计方案时，为了降低难度，老师搭设了一个台阶，提示：理论依据仍为x=，可以更换夹子，克服夹不住的毛病。第一组设计出为绳子加限位孔，孔上加装可以同时滴颜色水的滴管装置，可以在绳上留下记号。又提示若没有铁夹子，也没有拖着的线绳怎么办？第十组设计出用数码相机频闪照相的方法，但提出让两车位移同，第六组同学作了补充，频闪照相，争辩两次曝光之间小车的位移，老师又引导只争辩从静止到第一次曝光时刻的位移即可，由于要用x=的理论依据。 　　此时同学的兴奋性较高，假如再给一段时间，同学确定还可以提出新的试验方案，但为了教学进度，老师只能说课下再作沟通。 　　3．平衡摩擦力的环节进展顺当，在老师引导下同学答出正确答案。 　　4．分析处理数据（1）某组同学的数据如下： 表一（两车质量均为200g+100g） 参照车试验车组别绳上挂的钩码/g（代表力F1）位移x1/cm绳上挂的钩码/g（代表力F2）位移x2/cm12035305022023404332020504642019605052017．57059  表二（两车质量均为200g+100g）组别11．51．4322．01．8732．52．343．02．6353．53．37 表三（两车绳上挂的钩码均为40g） 参照车试验车组别车和车上砝码总质量/g（代表质量m1）位移x1/cm车和车上砝码总质量/g（代表质量m2）位移x2/cm130033．520051．523004340035330058500434300566003153004070021 表四（两车绳上挂的钩码均为40g）组别12/3=0．671．5424/3=1．330．8135/3=1．670．7446/3=2．000．5557/3=2．330．525 　　（2）老师后来用此组数据作出的图象如下：    教学后记： 　　其次天的物理课上，又给出多半节课的时间连续试验设计和回答两道思考题，在x=的理论框架内，同学又提出几种切实可行的方案，如用边缘涂有颜色的尺子突然按在绳子上留下记号；用摄像机录像再争辩定格的画面等，有同学甚至提出用刀同时切断绳子的方法，虽不太适合接受，但也反映出同学思维的制造性。 　　在回答思考题1时同学提出两种改进方案较好，一是在铁夹子的上口涂颜色，应当说还是属于较传统的设计，二是在闭合夹子的瞬间松开手，让夹子被绳子带走，其他同学做一些爱护措施，这种方法格外有制造性，应当是一种不拘泥于常规的方法，反映出同学潜在的制造力量是格外巨大的。另外，有同学提出造成试验误差的主要缘由还有一个是两车摩擦力状况不一样，即在两车质量与受力状况一样时，两车加速的步调并不相同，但同学提不出改进措施，我认为除了更换小车直到两车同步调的方法外也没有其他方法。 　　在回答思考题2时，在老师引导下，同学顺当地提出倾斜导轨获得重力的分力充当动力的方法，转变导轨倾角，让导轨上端点的高度加倍，则倾角的正弦加倍，则动力加倍，再看加速度变化的状况，则可争辩出a与F的关系；但在如何探究a与m的关系时遇到了困难，不好保持力不变，由于保持导轨倾角不变，在滑块上添加砝码，转变了滑块的质量也转变了重力分力的大小，争辩的结果只能是滑块质量加倍后，让导轨上端点的高度减半，则倾角的正弦减半，则动力可以保持不变。 　　教学反思： 　　1．关于时间安排问题 　　首先试验设计环节最能体现同学的制造力量，应当多花一些时间，同学在课堂上能提出切实可行的试验方案，而且思维相当活跃，在思维高潮时刻嘎然而止，同学有点意犹未尽的感觉。其次试验设计也不应当仅仅是设计出方案，还应当设计出操作步骤，如总共做几次试验，每一次的车质量与力分别多大，采集数据的表格如何设计，应当怎样处理数据等。 　　2．关于试验设计环节 　　（1）限制了试验的理论依据和提示更换铁夹子克服夹不住的毛病应当对同学能成功设计出试验方案起到了关键作用，这就说明科学探究中老师的引导是必不行少的。 　（2）在上课之前，我内心认为同学不能设计出试验方案，即使老师作了引导，因此同学的表现令我吃惊，所以说同学的制造力量是潜在存在的，老师肯定要给同学机会，肯定要引导他们表现出这种力量，久而久之同学的素养才会真正提高。2008-06-03  人教网