人教版必修一4.2《实验探究加速度与力、质量的》教案4

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1、实验:探究加速度与力、质量的关系教材分析:探究性实验是高中物理新课程中一种重要的科学实验方法。探究加速度与力、质量的关系一课安排在牛顿第一定律和牛顿第二定律之间,对于学生来说,这种探究性实验比以往比验证性的实验难度要大,所以对本节教材主要做以下难点分析:1.从教材前后联系来看,本节内容具有承上启下的作用,上一节讲解了力是改变物体运动状态的原因,质量是惯性大小的唯一量度,探究加速度与力、质量的关系是认知过程的必然,这一节又是牛顿第二定律的实验和理论基础,所以本节课实验能否成功对于下一节的学习非常关键。从牛顿第一定律过渡到确定研究这些物理量之间的关系上,是本节课难点之一。2.从教材内容来看,本节课

2、涉及到的比较法和控制变量法,都是高中物理实验常用的方法,也是科学研究的重要方法,所以更要好好把握。学情分析:探究性的实验初中没有接触过,对于学生现有的能力来说进行实验的设计还是比较困难的,在具体的教学过程中,还是应该体现学生重在参与的思想,逐步提高学生这方面的能力,使学生更多的看到探究的思想,感受探究的乐趣。教学目标: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,与质量也有关。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指导学生半定量地探究加速度与力和质量的关系,知道用控制变量法进行实验。12引导学生自己设计实验,并根据设计进行实验。3对

3、实验数据进行处理,并能根据数据结果得出结论。三、情感、态度、价值观1通过实验,培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。2通过探究激发学生的求知欲和创新精神。3培养学生与他人合作的团队精神。教学重点:1控制变量法的使用。2如何提出实验方案,并使实验方案合理可行。3实验数据的分析和处理。教学难点:1在老师引导下提出切实可行的实验方案。2实验的操作过程。课时安排:2课时(第1课时探究实验方案,第2课时实验操作、分析实验数据、得出结论)教学过程:第1课时:设计实验方案一、复习回顾、导入新课:1、牛顿第一定律:(一切物体总保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。)2、这一定律向我们阐

4、述了哪几个方面的含义?(力不是维持运动的原因;力是改变运动状态的原因;物体保持匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性。)3、惯性体现物体运动状态改变的难易程度,其大小由什么决定?(物体的质量)4、运动状态由哪个物理量来描述?(速度V)5、体现运动状态改变即速度的改变情况的物理量是什么?(加速度a)2二、提出要研究的问题并进行猜想与假设:问题1:请同学们先猜一猜加速度大小跟什么有关?问题2:请同学们根据你的经验猜一猜加速度与力、质量有什么关系?力越大,加速度越质量越大,加速度越问题3:力越大,加速度越大aF,aF2,aF3?111质量越大,加速度越小a三、制定计划与设计实验:,a,a2mmm3?问

5、题4:研究一个物理量同时与两个物理量有什么关系,应当采用什么方法进行研究?控制变量法拓展:提示初中用过这种办法,在讨论电流与电压、电阻两个量是什么关系时;(在讨论压强与压力、作用面积两个量是什么关系时。安排此问题的目的是对学生进行物理学研究方法的教育,让学生知道控制变量法是一种普遍常用的科学研究方法)。问题5:保持质量一定,怎样研究加速度与力的关系,或保持力一定,怎样研究加速度与质量的关系?学生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。问题6:鉴于用纸带测出加速度是我们已经掌握的一种技能,因此本次探究加速度与力、

6、质量关系,我们暂不用此方法。请同学们参考课本43页“做一做”栏目,看能否有新的设计并说说这种设计有什么优点?3理论依据:两物体均做初速度为零的匀加速直线运动,由x=的位移关系,就是他们的加速度关系。具体实验方案:课本78页参考案例。12aT2知,相同时间内问题8:绳拉小车的力是小车受的合力吗?学生很容易提出还有摩擦力。问题9:我们必须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,使问题复杂化,那么怎样抵消摩擦力的影响呢?(1)用重力分力平衡掉摩擦力,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略,可采用气垫导轨。第2课时:做实验并记录、分析数据

7、,得出结论四、进行实验与收集数据:1为了节省时间,教师给学生做一下分工,1-4组探究加速度与力的关系,参照表一和表二要求;5-8组探究加速度与质量的关系,参照表三和表四要求,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注意铁夹子的位置。4注意实验中同学之间互相配合,如谁扶住板,谁控制铁夹开启、闭合,谁负责更换砝码和保证绳在滑轮内并负责保护仪器,谁负责测量记录等。4表一:两车质量均为(200+100)g参照车绳上挂钩码/g实验车绳上挂钩码/g组别代表F1位移x/cm1代表F2位移x/cm21234520202020203040506070表二

8、:两车质量均为(200+100)g组别F/F21x/x=aa212/1123451.52.02.53.03.5表三(两车绳上挂的钩码均为40g)参照车车和车上砝码实验车车和车上砝码组别总质量/g位移x/cm1总质量/g位移x/cm25代表m1代表m212345300300300300300200400500600700表四(两车绳上挂的钩码均为40g)组别m/m21x/x=aa121/2123452/3=0.674/3=1.335/3=1.676/3=2.007/3=2.33五、分析、论证与评诂:1、让学生分析表二和表四,并得出结论。(在两车质量一样的情况下,实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;在两车受力一样的情况下,实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。)2、实验中有哪些因素会导致实验误差?(不能及时停止,导致位移测量的不准确。)3、如果重新设计,你是否有更好的方法?6

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