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第三屆全國新課程高中物理教學經(jīng)驗交流會觀摩課教學設(shè)計《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》兩份

上傳人:dao****ing 文檔編號:72432632 上傳時間:2022-04-09 格式:DOC 頁數(shù):7 大小:53KB
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1、第三屆全國新課程高中物理教學經(jīng)驗交流會觀摩課教學設(shè)計 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 江蘇省杭州二中 胡亦民   一、課堂教學設(shè)計思想 ?   給出要研究的問題,鼓勵學生對問題進行猜想,在學生猜想的基礎(chǔ)上,提出用實驗探究的手段進行研究。從而引出實驗研究的基本想法──指導(dǎo)思想:控制變量的思想(不向?qū)W生提出),在該實驗思想的指導(dǎo)下,采用邊設(shè)計、邊實驗、邊討論的教學方法,探究實驗方案的可操作性、合理性和嚴謹性。在實驗方案探究的基礎(chǔ)上,讓學生利用位移傳感器進行實驗操作,并在探究中獲得成果、表達成果。使學生在實踐活動中相互交流,互相合作,共同提高,充分感受探究活動的樂趣和成功的喜悅。在實驗探究的基

2、礎(chǔ)上,引導(dǎo)學生對實驗結(jié)果進行深入細致的分析和思考(借助Excel軟件分析),讓學生感受實驗探究的樂趣。在結(jié)論的應(yīng)用中,讓學生體會教材(物理必修①人教版P72-P73)的實驗思想。最后利用Excel軟件對學生的實驗數(shù)據(jù)進行分析與比較,并提出思考問題:小車質(zhì)量與鉤碼質(zhì)量的大小,對實驗數(shù)據(jù)會有什么影響?(以供學有余力的學生進行課后理論探究,由于學生現(xiàn)有知識的限制,課堂上暫不提出系統(tǒng)誤差問題) ?   二、課堂教學目標 ?   通過實驗思想的確立,實驗方案的確定,使學生懂得多變量問題的研究方法。在邊設(shè)計、邊實驗、邊討論的實驗活動中使學生了解問題探究的基本環(huán)節(jié),在探究活動中讓學生體會到實驗探究的

3、合理性、嚴謹性和必要性。在課堂活動中讓學生相互交流,互相合作,共同提高,并在活動中感受探究的樂趣和成功的喜悅。 ?   1.知識與技能方面:(1)知道力、質(zhì)量、加速度的關(guān)系,并會用該關(guān)系分析簡單問題;(2)會利用電腦使用位移傳感器測加速度、使用電子天平秤物體質(zhì)量;(3)知道平衡滑動摩擦力的方法。 ?   2.過程與方法方面:(1)嘗試多變量問題的研究方法,即控制變量法(不向?qū)W生提出名稱);(2)會用圖像方法描述物理規(guī)律,知道由a-m圖向a-1/m圖轉(zhuǎn)化的意圖,知道擬合法的基本思想;(3)會用力、質(zhì)量、加速度的關(guān)系分析簡單問題。 ?   3.情感、態(tài)度與價值觀方面:會描述物理過程,表

4、達物理結(jié)果;(2)嘗試相互交流,互相合作的活動樂趣;(3)體會探究過程的基本環(huán)節(jié),并在活動中獲得喜悅。 ?   三、課堂教學環(huán)節(jié) ?   1.引出課題:由一個視頻引出課題──研究力、質(zhì)量、加速度的關(guān)系,鼓勵學生大膽猜想。 ?   2.確立實驗研究思想:引導(dǎo)學生思考多變量問題的研究手段,如何將復(fù)雜問題變?yōu)楹唵?,讓學生體會到控制一個量不變,改變其中一個量,研究另一個量的變化。這是研究多變量問題的一種基本思想。在學生充分體會這種基本思想的情況下,鼓勵學生提出實驗研究思想: ?  ?。?)固定物體質(zhì)量不變,改變外力,測量物體加速度,探究加速度和外力的關(guān)系; ?  ?。?)固定外力不

5、變,改變物體質(zhì)量,測量物體加速度,探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系。 ?   3.實驗探究過程:采用邊設(shè)計、邊實驗、邊討論的探究模式,讓學生按實驗研究思想的要求,將實驗分成二步進行探究。但從實驗操作的內(nèi)容來看,無論那一步操作都離不開一個外界因素──摩擦的問題。 ?  ?。?)平衡阻力: ?   提出問題:如何消除阻力影響?(使平板軌道傾斜,用重力的分力平衡阻力,使小車在軌道上做勻速直線運動,此時小車的加速度為零) ?   ★在學生明確操作方案的基礎(chǔ)上,完成第一次探究活動,即平衡阻力(要學生保留桌面內(nèi)容)。在學生操作的基礎(chǔ)上提出問題:你怎么知道小車受到阻力的影響已被消除?(加速度很?。┰僮?/p>

6、學生操作:改變選擇范圍再測加速度。提出問題:測得的加速度一樣嗎?(不一樣)說明什么?(小車在軌道上運動時,各處的阻力不一樣)提出問題:實驗中如何消除阻力的影響?(查找加速度很小時對應(yīng)的軌道上區(qū)域,加速度很小說明該區(qū)域的阻力影響已被消除) ?  ?。?)固定物體質(zhì)量不變,改變外力,探究加速度和外力的關(guān)系。 ?   在消除阻力影響的前提下,提出下列問題: ?  ?、偃绾胃淖兺饬??(改變鉤碼的重力,不提鉤碼重力要遠小于小車重力) ?  ?、谌绾螠y量加速度?(利用V-t圖求加速度) ?  ?、廴绾握故炯铀俣扰c外力的關(guān)系?(利用a-F圖展示) ?   ★通過上述問題的思考,使學生

7、明確實驗方案,要求學生按事先給定的實驗數(shù)據(jù)(為使實驗數(shù)據(jù)不重復(fù),便于實驗后的數(shù)據(jù)分析,事前給每個實驗小組規(guī)定實驗數(shù)據(jù),放在實驗桌面上),同時要求第一次測得V-t圖時,暫時停下,并保留桌面內(nèi)容。 ?   提出問題:測加速度時該如何選擇測量范圍?(選擇阻力被平衡的那段軌道) ?   提出問題:依據(jù)什么方法大致確定應(yīng)在軌道的哪段上測加速度?(利用V-t圖與橫軸所包的面積表示位移) ?   明確選擇區(qū)域后,要求學生繼續(xù)操作完成實驗。在學生操作的基礎(chǔ)上,再次提出問題: ?  ?、芄潭ㄎ矬w質(zhì)量不變,改變外力,加速度和外力是什么關(guān)系?(是線性關(guān)系) ?  ?、輬D線上的縱截距是什么意思?你

8、認為是怎樣形成的?(沒有外力就有加速度,軌道傾斜角太大) ?  ?、奕糗壍纼A斜角合適,圖線上會有縱截距嗎?(沒有) ?   綜上所述,固定物體質(zhì)量不變,改變外力,加速度和外力成正比。 ?  ?。?)固定外力不變,改變物體質(zhì)量,探究加速度和質(zhì)量的關(guān)系。 ?   在第二步實驗之前,提出問題供學生思考: ?  ?、偃绾胃淖兾矬w質(zhì)量?質(zhì)量的變化對平衡阻力有影響嗎?(沒有,因為物體質(zhì)量的變化不影響重力的分力與阻力平衡) ?  ?、谌绾握故炯铀俣扰c質(zhì)量的關(guān)系?(利用a-m圖像表示,先不提a-1/m圖像) ?   ★在學生通過思考,形成實驗預(yù)案后要求按事先給定的數(shù)據(jù)(理由同上)進

9、行實驗探究,在學生完成所有數(shù)據(jù)測定后,要求學生先看a-m圖,并提出問題: ?  ?、勰隳芨鶕?jù)圖線說出加速度與質(zhì)量的關(guān)系嗎?(一條曲線說不出它們的關(guān)系,利用Excel軟件分析,向?qū)W生介紹用曲線擬合的方法與圖線轉(zhuǎn)換的方法) ?  ?、茉谟懻摵笞寣W生看a-1/m圖,并要求表述實驗結(jié)果:固定外力不變,改變物體質(zhì)量,加速度和質(zhì)量的倒數(shù)成線性關(guān)系。 ?  ?、菀髮W生分析縱軸上的截距表示什么意思?(軌道的傾角太大,若軌道的傾角合適,縱截距應(yīng)該為零) ?   綜上所述,固定外力不變,改變物體質(zhì)量,加速度和質(zhì)量成反比。 ?   4.探究結(jié)果 ?   在學生展示探究成果的基礎(chǔ)上,提出加速

10、度與力、質(zhì)量的關(guān)系是:質(zhì)量不變時,加速度與外力成正比;外力不變時,加速度與質(zhì)量成反比。 ?   四、探究成果的應(yīng)用 ?   例1 在固定物體質(zhì)量不變,改變拉力,探究加速度和外力的關(guān)系時。讓兩相同的小車在不同的拉力F1和F2作用下,由靜止出發(fā),測得它們在相同時間內(nèi)的位移X1和X2。把它們所通過的位移之比X1/X2作為縱軸,把兩小車所受的拉力之比F1/F2作為橫軸,在不考慮摩擦因素的情況下,所得圖像是什么形狀?(過原點的直線) ? ?   五、實驗探究的延伸 ?   作為課堂實驗探究的延伸,提出更深的探究課題,激發(fā)學生探究興趣,是培養(yǎng)學生自主探究意識的重要途徑。 ?   

11、(1)讓學生觀察不同實驗條件下的a-F圖,提出問題:實驗數(shù)據(jù)點與得到的圖線有什么特征?(初、末兩點始終在直線的同一側(cè)) ?  ?。?)用Excel軟件分析實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)隨著鉤碼質(zhì)量與小車質(zhì)量的接近,上述現(xiàn)象逐漸明顯。要求學生課后自己研究。(不提出系統(tǒng)誤差,僅作為實驗結(jié)果的分析與研究) ?   六、說明 ?   1.本教學設(shè)計是考慮學生基礎(chǔ)較好的情況下實施的。 ?   2.本教學設(shè)計是在有數(shù)字化(DIS)實驗室的前提下實施的。 ?   3.本教學設(shè)計的實施要按課堂進程進行增減。 ?   4.打★的內(nèi)容為學生的實驗操作過程,學生操作所需時間很難事先預(yù)測。 探究加速

12、度與力、質(zhì)量的關(guān)系 北京四中 魏華   【教學目標】 ?   1.實驗探究加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系。 ?   2.體驗實驗探究物理規(guī)律的一般方法、操作過程和數(shù)據(jù)處理方法。 ?   3.在實驗過程中,通過交流合作讓學生體驗合作學習,通過探究實驗得出結(jié)論體會物理實驗和學習的樂趣。 ?   【教學過程圖】 ? ?   【教學重點、難點】 ?   實驗設(shè)計思想的介紹,學生實驗過程,學生實驗展示過程,老師的總結(jié)。 ?   【新課教學】 ?   一、引入課題 ?   視頻:美國戰(zhàn)斗機、保時捷賽車、摩托車比賽,誰跑得快? ?   ──引出質(zhì)量和力在改變速度快

13、慢即產(chǎn)生加速度方面的不同影響。 ?   結(jié)合牛頓第一定律: ?   質(zhì)量,是保持物體運動狀態(tài)不變的性質(zhì)即慣性大小的量度。 ?   力,是改變物體運動狀態(tài)的原因。 ?   提出問題:加速度與力、質(zhì)量定量的關(guān)系? ?   二、實驗設(shè)計 ?   方案設(shè)計:請你設(shè)計一個勻變速直線運動,同時能測量合力、加速度和質(zhì)量,從而完成探究? ?   學生提出方案: ?   ──師生共同討論方案的可能性和可行性──最后,總結(jié)我們在課堂上采用的比較簡單可行的方案:汽墊導(dǎo)軌上利用光電計時裝置探究三者關(guān)系。 ?   三、實驗探究過程 ?   改變鉤碼重力,以達到改變合力的目的,同時

14、保證滑塊質(zhì)量不變。(每次改變0.02N,共測六組數(shù)據(jù)) ?   通過加配重改變滑塊質(zhì)量,鉤碼不變。(每次增加50g,共可測五組數(shù)據(jù)) ?   通過朗威DIS數(shù)據(jù)采集器,得到數(shù)據(jù),拷入數(shù)據(jù)處理模板,得到描好點的坐標系。 ?   根據(jù)數(shù)據(jù)點的分布,猜想關(guān)系,擬合圖象,得出結(jié)論。 ?   在整個過程中,老師在學生中指導(dǎo)學生完成實驗,同時發(fā)現(xiàn)好的實驗結(jié)果,以便交流展示。 ?   四、學生實驗結(jié)果交流展示 ?   學生帶著自己的數(shù)據(jù)交流展示,說明兩點:(1)是如何得到這些數(shù)據(jù)?(2)如何得到關(guān)系的? ?   老師結(jié)合學生的a-F線性關(guān)系,利用Excel,擬合得到是否成正比例關(guān)

15、系,即數(shù)據(jù)是否過坐標原點。 ?   結(jié)合學生的a-m冪函數(shù)關(guān)系,指導(dǎo)學生完成a-1/m圖象。 ?   五、教師總結(jié) ?   一方面:實驗數(shù)據(jù)的處理方法總結(jié);另一方面:實驗結(jié)論的得出; ?   更重要的方面:我們的實驗結(jié)論只能說明實驗結(jié)果非常接近于我們猜想的結(jié)果,但這只是在有限的幾次實驗和在一定的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)得到的,是否在更大范圍內(nèi)適用,那還需要更多更精細的、不同的實驗去直接驗證,或者也可以間接驗證,即利用這個結(jié)論研究問題,與實際進行比較。 ?   【課后反思】 ?   本節(jié)課我想突出的四點在于: ?   一是情景引入的設(shè)計,利用“飛機、汽車、摩托車賽跑出人意料的結(jié)果”

16、,引入課題,再結(jié)合牛頓第一定律,提出問題。 ?   二是實驗方案的設(shè)計,在此過程中,師生充分的交流,老師首先要肯定學生開放的設(shè)計思維過程,同時引導(dǎo)學生注意思維的完整和設(shè)計的可能性和可行性的討論,同時自然地給出,我們這節(jié)課實驗方案設(shè)計的簡單可操作性,啟發(fā)學生探究的興趣。 ?   三是實驗具體實施過程,數(shù)據(jù)模板的設(shè)計,使整個實驗過程非常流暢,既避免了繁瑣和不重要的實驗數(shù)據(jù)計算,又很好地突出了探究的最重要環(huán)節(jié),即根據(jù)數(shù)據(jù)點的分布,擬合圖象,找到關(guān)系的過程,而且使一節(jié)課內(nèi)完成探究得到保證。 ?   四是實驗總結(jié),實驗探究得出的結(jié)論的適用范圍的分析,及直接驗證和間接驗證思想的提出,是對學生嚴謹科學態(tài)度的熏陶,是對客觀事實客觀理性的分析,是對物理規(guī)律建立過程的深刻思考。 7

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