学生实验PPT配套优秀教学设计内容

教学设计：《探究加速度与力、质量的关系》

丰南区第一中学 郗春霞

一设计思想

本节课是高中物理必修1第四章“牛顿运动定律”第二节的第一课时，。牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，本节课则从实验角度为后面研究牛顿第二定律做知识铺垫。

教学设计考虑高中阶段教学的实际要求，认为教学设计主要围绕教学的知识、能力目标展开，构建了适合高中物理课堂教学的模式，如图1所示。

图1 教师要更新教育观念，实现教师角色和行为的转变，以问题为主线，坚持学生的主体地位,充分发挥教师的主导作用，使学生在创设的问题情境中，产生学习的需要，主动探究、亲身体验，并通过合作与交流，完成对知识的意义建构，培养思维能力，提升探究能力。

二教学重点

（一）如何提供并测量研究对象所受的力。

（二）如何测量研究对象的加速度。

三教学难点

指导学生通过自主学习和小组合作学习，设计实验方案，并讨论可行性。

四三维目标

（一）知识与技能

1．理解物体的加速度大小与力和质量有关。

2．设计实验探究加速度与力和质量的定量关系。

3．让学生了解DISLab的应用及实验的过程。

（二）过程与方法

1．让学生猜想并会用控制变量法研究加速度与力和质量的定量关系。

1

2．指导学生通过自主学习和小组合作学习，设计实验方案。

3．通过演示实验验证学生的猜想，激发学生学习的兴趣。

4．让学生初步体验科学探究的方法。

（三）情感态度与价值观

1．通过问题解决教学培养学生的问题意识和问题能力。

2．通过合作学习培养学生的合作与交流能力。

五实验器材

DISLab（数字化信息系统实验室）力学轨道及附件（载重片（50g/片）4片、小车和传感器（总质量173g等）、计算机及软件、托盘天平及砝码一盒

六教学过程

流程

内容

活动一：回顾知识，提出问题

问题1：关于力和运动的关系，下列几种说法中正确的是（C）

A．必须有力作用在物体上，物体才运动

B．没有力的作用，物体就要逐渐停下来

C．必须有力的作用，物体的速度才能改变

D．要保持速度不变，必须有力的作用

A．运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大

选择问题

B．静止的火车起动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故

C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小

D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性

问题3：物体运动状态改变的快慢用什么物理量来描述？

学生：加速度

问题4：物体运动状态改变快慢与物体的哪些因素有关？

学生：物体的加速度大小与物体的受力和物体的质量有关。

问题5：物体质量一定，作用力越大加速度越大吗？举日常生活中的例子说明你的观点。

通过问题1、2巩固上节课内容的生感受到物体运动的改变与力和质量有关，然后让学生根据日常生活的例子，得到加速度与力和质量的定性关系。

说明

问题2：关于物体的惯性，下述说法中正确的是（C）

同时，让学

2

问题6：物体受力一定，质量大的物体加速度小吗？举日常生活中的例子说明你的观点。 学生：当物体的质量一定时，作用力大，物体的加速度大。当物体的受力一定时，质量大的物体加速度小。

活动二：大胆猜想，设计实验

猜想：加速度的大小与合外力、物体的质量应该有怎样的定性关系？ 学生：（1）加速度随合外力的增大而增大，即加速度表征问题

可能与合外力成正比；（2）加速度随物体质量的增大而减小，即加速度可能与合外力成反比。

问题7：用什么方法研究加速度与力、质量的关系？

a、m或a、1/m的关系。

问题8：有什么方法可以直观地验证你的猜想？

．．学生：图象法。

设计实验：

实验目的：探究加速度与力、质量的关系

实验的大体思路：

1．实验准备：

应的实验器材？

（2）如何提供并测量研究对象所受的力？对应的实验解决问题（提出假设）

器材？

2.实验步骤：

（1）m一定

，探究

a、F的关系。

（2）F一定，探究a、m或a、1/m的关系。

3.实验的注意事项：

4.实验数据的记录与处理：

活动三：小组交流，逻辑论证

类别

m的测量

其他小组的实验设计思路

天平测量

可行性

分析

√

教学时采取学生先独立探究，然后

学生作学习与小组间实验设计思路的交流时间约25分钟。有些小组提出的实验思路有一定的创新性，学生表征问题后首先猜想的应该是最简单的关系—系。

学生：控制变量法。m一定

， a、F的关系；F一定，—正比关（1）研究对象是什么？如何测量研究对象的质量？对小组讨论。

（3）如何测量研究对象的加速度？对应的实验器材？

小组内合

3

1.重物的重力（小车和砝码的质量＜＜重物的质量）

F的测量

2.平衡摩擦力

3.用气垫导轨

4.改变导轨的倾角从而改变F 1.打点计时器（逐差法）

2.光电门传感器（可以测时间，从而得到挡光板通过光电门的瞬时速a的测量

度）

3.比较法（初速度为零的匀加速直线运动，加速度比等于位移比，再用控制变量法探究规律。）

4.频闪照相

√

培养和激发学生的创新思维也正是基于问题解决的课堂教学的功能之一。

表格中的思路是部分小组合作学√

√

×

√

√

√

√

习的成果。

活动四：教师演示，验证猜想

演示实验：

教师介绍实验原理及实验仪器。

得出a的测量方法：。

实验过程：

解决问题（检验假设）

1．小车质量一定时，探究加速度与拉力的关系

2．重物拉力一定时，探究加速度与质量的关系

1实验图像：图2为aF图像，图3为a图像。

m学生通过演示实验了解了DIS实验的构成及原理，同时实验结果验证了自己的猜想，能激发他图2 们学习物理的兴趣。

4

图3

学生根据实验结果得出结论：a活动五：总结方法，自我评价

问题9：根据本节课的过程以及伽利略的科学方法，你能总结出科学探究的一般过程吗？ 交流评价

学生：观察现象→提出问题→讨论问题→提出假设→逻辑论证→实验检验→解决问题

问题10：科学探究过程需要我们以一种什么态度面对？

学生：实事求是、百折不挠的科学态度

小组评价：根据学生的课堂表现，评选优秀学习小组。

问题11：在演示实验中，用小桶及砝码的重力mg代替了小车所受的拉力，事实上钩码的重力mg与小车所受的拉课后力相等吗？在什么情况下，可以用钩码的重力mg近似代替问题12：在实验中为何要将轨道倾斜一个角度？倾角过大或过小在所作图象中有什么反映？

思考

了小车所受的拉力？

承上启下

学生在问题解决过程中经历了成功与失误、体验与反思。

F

m七教后反思

该课题是新课程的新增内容，旨在通过实验让学生体会控制变量法是研究物理规律的重要方法，经历一次完整的探究过程，激发的求知欲和创新精神。本节课，注意了探究性与有效性、主体性与主动性、预设性与生成性，很好地完成了教学目标，培养了学生的合作意识与问题能力，培养了学生相互学习、交流、共同提高的学习态度。

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