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人教版必修一物理第四章第二节探究加速度与力质量的关系-吉林省优课

视频标签:加速度与力,质量的关系

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视频课题:人教版必修一物理第四章第二节探究加速度与力质量的关系-吉林省优课

教学设计、课堂实录及教案:人教版必修一物理第四章第二节探究加速度与力质量的关系-吉林省优课

教学目标
1.知识与技能
(1)学会用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系
(2)从实验中得出加速度与力成正比,与质量成反比
2.过程与方法
(1)体验科学研究的基本步骤
(2)知道一种常用的研究方法——“控制变量法”
  (3)经历探究过程,认识科学探究的意义,培养学生科学探究的意识和方法。
3.情感态度与价值观
(1)培养认真的科学态度,严谨、有序的思维习惯
(2)培养学生尊重事实,实事求是的科学研究作风
2学情分析
学科知识分析:
学生在前面已经学习过加速度是描述速度变化快慢的物理量,而从前一节牛顿第一定律中知道力是改变物体运动状态的原因,学生对加速度与力、质量的关系的理解只是简单的定性关系。
学生能力分析:
本节是学生第一次遇到用实验探究一个物理量同时跟两个物理量有关的多元问题,所以学生在控制变量法研究问题方面能力有限。另外学生已经基本掌握探究性实验的研究方法,但是他们的设计能力、分析数据的能力还不是很强。
3重点难点
1.教学重点及其教学策略:
用“控制变量法”探究加速度与力和质量之间的关系,通过教师的引导,学生的互相讨论,设计实验装置、实验操作和数据处理的方法。
2.教学难点及其教学策略:
学生在猜想的基础上进行实验设计,提出可行的实验方案。
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】创设情景、形成问题
复习牛顿第一定律引入课题,牛顿第一定律告诉我们物体不受外力时处于静止或匀速直线运动状态,如果我们细细会发现另外一层意义,力改变物体的运动状态,物体的运动状态发生变化,物体就具有了加速度,显然,物体的加速度与力及描述自身属性的质量间究竟有什么关系呢,这就是今天要研究的问题。
活动2【讲授】提出假设,进行预测
1.从生活经验找加速度与力、质量的关系,并通过演示实验进行探究。
生活中有很多物体加速度减速的例子,从我们的经验来看,你认为他们三者可能是什么关系呢?(学生回答时会提到控制变量法),经验不准,做实验来探究,用双木板对比实验,(总结刚才实验中用到的物理方法,控制变量法和对比实验法)总结,定性的关系解决不了什么问题,要想解决实际问题,同学们一定迫切想知道他们之间有什么定量的关系。你觉得它们之间可能是怎样的定量关系呢。
2.学生猜想加速度与力、质量的定量关系
他们的关系有可能很复杂,2次方关系,3次方关系等很多,但是人们往往认为自然是简单而有序的,因此认为他们可能是正比,反比关系,但是这只能是猜想,需要用实验来探究它们之间是不是这样的关系,如果不是再继续进行进一步探究。在此我引导学生大胆猜想,学生会顺利地做出如下猜想:加速度可能与它受到的力成正比,与它的质量成反比。“实践是检验真理的唯一方法,通过什么方式去检验猜想呢?”进入下一个环节。
 2.确立实验研究思想:引导学生思考多变量问题的研究手段,如何将复杂问题变为简单,让学生体会到控制一个量不变,改变其中一个量,研究另一个量的变化。这是研究多变量问题的一种基本思想。在学生充分体会这种基本思想的情况下,鼓励学生提出实验研究思想:
(1)固定物体质量不变,改变外力,测量物体加速度,探究加速度和外力的关系;
(2)固定外力不变,改变物体质量,测量物体加速度,探究加速度和质量的关系。
活动3【活动】制定计划,设计方案
实验的方案、器材甚至步骤和结论在旧教材中基本上是直接给出的,而新教材的编写改变过去过分强调学科自身的逻辑体系和概念、规律的严密性等,本实验只给出了实验的基本思路,而没有给出确定的实验方案,实验方案和器材的选用要学生自己设计。
作为提示,书中提醒学生注意两方面的问题,还给出了一个“参考案例”,这个案例是采用常用器材设计的实验,具有普遍意义和具体指导作用。从对未知规律探寻的角度,注重启发和探究,更适合高中学生自主探究。教师给出实验的器材,引导学生利用给出的实验器材设计实验方案,有针对性的解决几个问题。
思考问题:
1.研究对象是哪个物体、
2.怎样提供和测量物体所受的恒力?
3.怎样测量(或比较)物体的加速度
4.如何操作实验,并记录那些实验数据?
5.如何进行实验数据处理并得出结论?
师生共同论证实验方案,之后有学生组装实验器材,准备实验。
活动4【活动】进行实验,收集数据
采用师生共同演示实验的方法,一名学生协助老师操作,另外一名记录数据。
小结:我们能通过这一次实验得出这是一个规律嘛,当然不能,怎么办呢,多次实验我们都得出这样的关系,他就可以是一种规律吗?(反问)任何规律的取得都不是一帆风顺的,只有根据这一结论推导出的很多新结果都与事实一致时,这个结论才能成为规律。当然我们的这结论早已被人们证明是一种规律,今天我们只是体验一下科学探究的过程。
活动5【讲授】误差分析
关于摩擦力(还要受到摩擦的影响,使得小车的受力不仅仅是绳子的拉力)
关于绳子的拉力:其实绳子的拉力要小于物体的重力,同学们记下这个问题,将来学习牛顿第二定律后你要告诉老师为为什么样,怎样可以减小误差。
活动6【练习】拓展延伸
我们知道任何实验都是有误差的,误差不能被克服,但是可以尽量减小,课后请同学们分析讨论如何改进我们实验来有效减小实验误差。同时,我们探究加速度与力、质量的关系的方法并不是唯一的,我们可以用打点计时器、传感器、气垫导轨等,刚才同学就提到了打点计时器。下面我们就用打点计时器来探究三者关系,同学们思考还需要哪些器材,如何组装器材。学生设计装置。
活动7【讲授】教师小结
 探究的脚步不止于此,如果等得到他们的定量关系,那将对我们的生产和生活有更好的指导作用。激发学生进一步探究学习。
 

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