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《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)
作為一位優(yōu)秀的人民教師，總不可避免地需要編寫教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的過(guò)程，它遵循學(xué)習(xí)效果最優(yōu)的原則嗎，是課件開(kāi)發(fā)質(zhì)量高低的關(guān)鍵所在。怎樣寫教學(xué)設(shè)計(jì)才更能起到其作用呢？下面是小編精心整理的《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)，歡迎閱讀與收藏。
一、指導(dǎo)思想
本節(jié)課的學(xué)習(xí)，依據(jù)人教版高中物理必修一課本實(shí)驗(yàn)二，建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論、多元智力理論和后現(xiàn)代主義。根據(jù)學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，設(shè)計(jì)活動(dòng)，通過(guò)“科學(xué)探究→收集數(shù)據(jù)→分析處理數(shù)據(jù)→建構(gòu)概念”的教學(xué)流程，學(xué)生動(dòng)手操作測(cè)量利用小車與加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系，經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)探究的積極性，引導(dǎo)學(xué)生在合作探究、小組討論的過(guò)程中，總結(jié)得到加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系
二、教學(xué)背景分析
1、本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是建立在質(zhì)量、力，加速度的概念基礎(chǔ)之上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究收集數(shù)據(jù)、交流討論，建立概念的教學(xué)，是對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械的拓展和深化，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)三者之間的關(guān)系，是學(xué)生探究能力提升的過(guò)程之一。
2、高一學(xué)生現(xiàn)階段能力發(fā)展水平不平衡，形象思維能力較強(qiáng)，邏輯思維能力發(fā)展水平不高，但具有一定的物理實(shí)驗(yàn)的基本技能和基本方法，已初步具備收集、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。學(xué)生通過(guò)前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道牛頓第二定律，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)可以加深學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的理解。
3.教學(xué)方式
通過(guò)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，加速度是描述速度變化快慢的物理量。因此也可以說(shuō)，加速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化快慢的物理量。由前面的學(xué)習(xí)我們知道，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，質(zhì)量大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變。這說(shuō)明，加速度與力、質(zhì)量之間必然存在一定的關(guān)系。
4.教學(xué)準(zhǔn)備
多媒體課件，小車一端帶滑輪長(zhǎng)木板、帶小鉤或小盤的細(xì)線兩條；鉤碼(規(guī)格:10g20g，用作牽引小車的力)；砝碼(規(guī)格:50g100g200g，用來(lái)改變小車的質(zhì)量)；刻度尺、計(jì)算器，鉛筆；文件夾；粗線繩(用來(lái)牽引小車).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、氣墊導(dǎo)軌.
三、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)理解探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的合理性和必要性。
(2) 理解實(shí)驗(yàn)思路的合理性，以及用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。
(3) 體驗(yàn)如何平衡摩擦阻力、減小實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的操作方法。
(4) 體會(huì)整個(gè)探究過(guò)程的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和合理性。
學(xué)習(xí)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。
學(xué)習(xí)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。
2.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)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.
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中，有樂(lè)于探索、合作交流的情感。
(2)在探究活動(dòng)過(guò)程中，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度。
四、教學(xué)內(nèi)容
本節(jié)實(shí)驗(yàn)分別從“加速度與力的關(guān)系”和“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”兩方面進(jìn)行研究。
（一）實(shí)驗(yàn)思路：
將小車置于水平木板上，通過(guò)滑輪與槽碼相連。小車可以在槽碼的牽引下運(yùn)動(dòng)。
加速度與力的關(guān)系：保持小車質(zhì)量不變，通過(guò)改變槽可證明這兩個(gè)力只是近碼的個(gè)數(shù)改變小車所受的拉力。小車所受的拉力可認(rèn)為與似相等，條件是槽碼的質(zhì)槽碼所受的重力相等。測(cè)得不同拉力下小車運(yùn)動(dòng)的加速度，量要比小車的質(zhì)量小很多。分析加速度與拉力的變化情況，找出二者之間的定量關(guān)系。
加速度與質(zhì)量的關(guān)系：保持小車所受的拉力不變，通過(guò)在小車上增加重物改變小車的質(zhì)量。測(cè)得不同質(zhì)量的小車在這個(gè)拉力下運(yùn)動(dòng)的加速度，分析加速度與質(zhì)量的變化情況，找出二者之間的定量關(guān)系。
（二）物理量的測(cè)量
本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量有三個(gè)：物體的質(zhì)量、物體所受的作用力和物體運(yùn)動(dòng)的加速度。
質(zhì)量的測(cè)量：可以用天平測(cè)量質(zhì)量。為了改變小車的質(zhì)量，可以在小車中增減砝碼的數(shù)量。
加速度的測(cè)量：方法1小車做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則測(cè)量小車加速度最直接的辦法就是用刻度尺測(cè)量小車移動(dòng)的位移x，并用秒表測(cè)量發(fā)生這段位移所用的時(shí)間t，然后由a=2x/t2
計(jì)算出加速度a。
方法2將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上，根據(jù)紙帶上 打出的點(diǎn)來(lái)測(cè)量加速度（參考第一章的實(shí)驗(yàn)方法）。
方法3 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中也可以不測(cè)量加速度的具體數(shù) 值。這是因?yàn)槲覀兲骄康氖羌铀俣扰c其他物理量之間的比 例關(guān)系，因此測(cè)量不同情況下物體加速度的比值即可。
如果能做到讓兩個(gè)做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，那么由（1）式可知，它們的位移之比就等于加速度之比，即
x1/x2=a1/a2
這樣，測(cè)量加速度就轉(zhuǎn)換成測(cè)量位移了。
力的測(cè)量現(xiàn)實(shí)中，僅受一個(gè)力作用的物體幾乎不存在。然而，一個(gè)單獨(dú)的力的作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的。因此，實(shí)驗(yàn)中作用力F的含義可以是物體所受的合力。
如何為運(yùn)動(dòng)的物體提供一個(gè)恒定的合力，如何測(cè)出這個(gè)合力是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，有很多可行的方法。下面參考案 例中的方法可供選用，也可以設(shè)計(jì)其他方法。
�。ㄈ⿲�(shí)驗(yàn)過(guò)程
1，用天平測(cè)出小車的質(zhì)量，用天平測(cè)出小桶及沙子的總質(zhì)量。
2，按圖安裝實(shí)驗(yàn)器材。
3，平衡摩擦力。在長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端墊小木塊，使之形成傾角較小的斜面，使滑動(dòng)摩擦力與重力沿斜面向下的分力平衡。輕推小車使小車近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
4，掛上沙桶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，放開(kāi)小車，在紙帶上打下一系列的點(diǎn)。通過(guò)紙帶算出加速度。
5，保持小桶里沙子的質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測(cè)出加速度，重復(fù)幾次。
6，作a－F的圖像。描點(diǎn)作圖，若這些點(diǎn)在一條直線上，證明了加速度與力成正比。
7，保持小桶和沙子質(zhì)量m′不變，改變小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟4，作a－1/m圖象。若圖像為一直線，則證明加速度與質(zhì)量成反比。
�。ㄋ模⿲�(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
1. 探究加速度與合力的關(guān)系
F/N
a/(ms-1)
2. 探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系
M/kg-1
a/(ms-1)
五、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
�。ㄒ唬┮�
�。ǘ╅_(kāi)始實(shí)驗(yàn)
�。ㄈ┙Y(jié)束實(shí)驗(yàn)
（四）總結(jié)
1，發(fā)文案，投影
分組定性討論。
下發(fā)紙張讓各小組將討論結(jié)果寫下來(lái)。
帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)室使用規(guī)范。
講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，演示操作，分析原理。
將學(xué)生分為四個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，巡視學(xué)生實(shí)驗(yàn)，指出不當(dāng)操作。
讓各小組將實(shí)驗(yàn)結(jié)論與討論結(jié)論做對(duì)比，并派一位代表作總結(jié)發(fā)言。
分為四個(gè)小組分別討論四種不同情況。
寫下討論結(jié)果。
依次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，聽(tīng)從老師安排。
開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。
完成實(shí)驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)，畫出表格，通過(guò)數(shù)據(jù)總結(jié)關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論與討論結(jié)論做對(duì)比，并派一位代表作總結(jié)發(fā)言。
通過(guò)投影和小組討論的形式引入主題，增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)的興趣。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)論與自己討論的結(jié)論形成對(duì)比加深學(xué)習(xí)印象。
保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的安全。
保證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行順利。
加深學(xué)生印象，為今天的實(shí)驗(yàn)作總結(jié)。
詳細(xì)過(guò)程：
1.預(yù)習(xí)：通過(guò)APP向?qū)W生講解本節(jié)課實(shí)驗(yàn)的原理，過(guò)程，要求，讓學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)有基本的了解。讓學(xué)生分成四組通過(guò)剛剛講解的原理進(jìn)行討論，預(yù)測(cè)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，并記錄。
2.演示：將學(xué)生帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，先向?qū)W生強(qiáng)調(diào)物理實(shí)驗(yàn)室注意事項(xiàng),親自演示一遍實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并在演示的過(guò)程中講解重難點(diǎn)和重要事項(xiàng)。
3.實(shí)驗(yàn)進(jìn)行：讓學(xué)生分為四組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，巡視學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程，糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作。
4.總結(jié)：總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，并讓學(xué)生對(duì)比自己先前的討論結(jié)果，并讓四組小組選一位代表總結(jié)自己小組的成果。
六、板書(shū)設(shè)計(jì)
1，實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系
2，加速度與力的關(guān)系
3，加速度與質(zhì)量的關(guān)系
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