人教高中物理必修142實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量關(guān)系學(xué)案教案

整日制高中物理必修①教教案第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律4.2實(shí)驗(yàn)：研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系教課目的:★知識(shí)與技術(shù)要修業(yè)生仔細(xì)看書(shū)，明確用“比較”的方法丈量加快度；研究加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系；作出a-F、a-1／m圖象。★過(guò)程與方法1．在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出a∝F、a∝1／m的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并使學(xué)生對(duì)牛頓第二定律有初步的理解。2．浸透科學(xué)的發(fā)現(xiàn)、剖析、研究等方法?！锔星閼B(tài)度與價(jià)值觀經(jīng)過(guò)對(duì)a∝F、a∝1／m的研究，在提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上，體驗(yàn)研究帶來(lái)的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。教課要點(diǎn)與難點(diǎn):要點(diǎn)：對(duì)a∝F、a∝1／m的研究難點(diǎn)：對(duì)研究性實(shí)驗(yàn)的掌握。教課方式：本節(jié)課主要采納的是“實(shí)驗(yàn)——研究”教課方式。教課工具：1．學(xué)生疏組實(shí)驗(yàn)的器械：木板、小車(chē)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、小筒、細(xì)線、砝碼、天平、刻度尺、紙帶等。(①附有滑輪的長(zhǎng)木板2塊；②小車(chē)2個(gè)；③帶小鉤或小盤(pán)的細(xì)線2條；④鉤碼(槽碼)，規(guī)格：10g、20g，用做牽引小車(chē)的力；⑤砝碼，規(guī)格：50g、100g、200g，用做改變小車(chē)質(zhì)量；⑥刻度尺；⑦1m～2m粗線繩，用做控制小車(chē)運(yùn)動(dòng))假如沒(méi)有小規(guī)格鉤碼或槽碼，能夠用沙桶及沙子代替，增添天平及砝碼，用來(lái)測(cè)質(zhì)量。2．計(jì)算機(jī)及自編軟件，電視機(jī)(作顯示)。3．投影儀，投電影。教課方案：新課導(dǎo)入：1．復(fù)習(xí)發(fā)問(wèn)：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢用什么物理量來(lái)描繪，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變與何要素相關(guān)?關(guān)系是什么?教師啟迪指引學(xué)生得出：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢用加快度來(lái)描繪，與物體質(zhì)量及物體受力相關(guān)。(學(xué)生更詳盡的回答可能為：物體受力越大，物體加快度越大；物體質(zhì)量越大，物體加快度越小)2．教師指引發(fā)問(wèn)進(jìn)入新課：物體的加快度與物體所受外力及物體的質(zhì)量之間能否存在必定的比率關(guān)系?假如存在，其關(guān)系是什么?請(qǐng)同學(xué)猜一猜。(學(xué)生會(huì)提出好多種猜想，對(duì)每一種猜想，教師都應(yīng)予以必定)教師在學(xué)生猜想的基礎(chǔ)長(zhǎng)進(jìn)一步指引啟迪學(xué)生：我們的猜想能否正確呢，需要用實(shí)驗(yàn)來(lái)查驗(yàn)。這就是我們這節(jié)課所要研究的加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系。指導(dǎo)學(xué)生確立實(shí)驗(yàn)方案、達(dá)成實(shí)驗(yàn)操作：一、實(shí)驗(yàn)介紹第課/共課編撰：第1頁(yè)年月日整日制高中物理必修①教教案第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律投影：實(shí)驗(yàn)裝置以下圖。解說(shuō)：我們用小車(chē)作為研究對(duì)象，經(jīng)過(guò)在小車(chē)上增減砝碼能夠改變小車(chē)質(zhì)量；在小車(chē)上掛一根細(xì)線，細(xì)線通過(guò)定滑輪拴一個(gè)小桶，小桶內(nèi)能夠放重物，這時(shí)小車(chē)遇到的拉力大概是小桶及重物的重力，我們能夠經(jīng)過(guò)改變小桶內(nèi)的重物改變小車(chē)遇到的拉力。我們研究小車(chē)的加快度a與拉力F及小車(chē)質(zhì)量Ⅲ的關(guān)系時(shí)，可先保持m必定，研究以與F的關(guān)系；再保持F必定，研究d與m的關(guān)系．這是物理學(xué)中常用的研究方法。(此控制變量法可指引學(xué)生議論得出)教師指引發(fā)問(wèn)：如何依據(jù)現(xiàn)有器械測(cè)出小車(chē)的加快度?(學(xué)生回答：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)教師可再追問(wèn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)加快度的方法和公式是什么?(在學(xué)生充分議論的基礎(chǔ)上可展現(xiàn)以下疆域)板圖：假如物體做初速度為零的勻加快直線運(yùn)動(dòng)，那么，丈量物體加快度最直接的辦法就是用刻度尺丈量位移并用秒表丈量時(shí)間，而后由a=2x/t2算出。也能夠在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，依據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來(lái)丈量加快度。因?yàn)閍=2x/t2，假如測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加快運(yùn)動(dòng)在同樣時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為x1、x2，位移之比就是加快度之比，即a1／a2=x1/x2。提出問(wèn)題：在小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不行防止的要遇到摩擦力的作用，這個(gè)摩擦力也會(huì)影響到小車(chē)的加快度，如何除去摩擦力的影響呢?教師可啟迪指引學(xué)生得出：把木板沒(méi)有定滑輪的一端墊高，使小車(chē)重力沿斜面向下的分力與摩擦力均衡。二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1．保持小車(chē)質(zhì)量不變，研究a與F的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的基本思路：保持物體的質(zhì)量不變，丈量物體在不一樣的力的作用下的加快度，剖析加快度與力的關(guān)系。教師指引發(fā)問(wèn)：如何才能直觀地反應(yīng)出口與F能否成正比呢?教師啟迪指引學(xué)生得出：能夠借助圖象，用橫軸表示拉力，用縱軸表示加快度，經(jīng)過(guò)收集數(shù)據(jù)作a一F圖象。如加快度隨拉力的變化圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，就說(shuō)明n與F成正比。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的剖析：設(shè)計(jì)一個(gè)表格，把同一物體在不一樣力的作用下的加快度填在表中。為了更直觀地判斷加快度a與力F的數(shù)目關(guān)系，我們以認(rèn)為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)，依據(jù)各組數(shù)據(jù)在座標(biāo)系中描點(diǎn)。假如這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō)明a與F成正比，假如不是這樣，則需進(jìn)一步剖析。學(xué)生疏組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)．學(xué)生報(bào)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并輸人計(jì)算機(jī)。(用Excel表格辦理數(shù)據(jù))教師指引各組代表報(bào)告實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果得出結(jié)論。板書(shū)：a∞F2．保持拉力不變，研究a與m的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的基本思路：保持物體所受的力同樣，丈量不一樣質(zhì)量的物體在該力作用下的加快度，剖析加快度與質(zhì)量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的剖析：設(shè)計(jì)第二個(gè)表格，把不一樣物體在同樣力的作用下的加快度填在表中。依據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，在同樣力的作第課/共課編撰：第2頁(yè)年月日1／m為橫坐標(biāo)成立坐標(biāo)系，依據(jù)速度以能否是與質(zhì)量m成反比。整日制高中物理必修①教教案第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律用下，質(zhì)量?jī)?yōu)勝大，加快度a越小。這可能是“a與m成反比”，但也可能是“以與m2成反比”，甚至是更復(fù)雜的關(guān)系。我們從最簡(jiǎn)單的狀況人手，查驗(yàn)?zāi)芊瘛癮與成反比”。在數(shù)據(jù)辦理上要用到下邊的技巧。板圖：“a與m成反比”實(shí)質(zhì)上就是“a與1／m成正比”，假如以a為縱坐標(biāo)、a-1／m圖象能否是過(guò)原點(diǎn)的直線，就能判斷加(實(shí)驗(yàn)前教師指導(dǎo))學(xué)生疏組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸人計(jì)算機(jī)。(用Excel表格辦理數(shù)據(jù))各實(shí)驗(yàn)小組代表報(bào)告實(shí)驗(yàn)狀況得出結(jié)果。板書(shū)：a∞1／m由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們依據(jù)平時(shí)經(jīng)驗(yàn)和察看到的事實(shí)，第一猜想物體的加快度與它所受的力及它的質(zhì)量有最簡(jiǎn)單的關(guān)系，即加快度與力成正比、與質(zhì)量成反比aF、a∝l／m。假如這個(gè)猜想是正確的，那么，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)和以a為縱坐標(biāo)、1／M為橫坐標(biāo)作出的圖象，都應(yīng)當(dāng)是過(guò)原點(diǎn)的直線．可是實(shí)質(zhì)狀況常常不是這樣，描出的點(diǎn)有些失散，其實(shí)不是嚴(yán)格地位于某條直線上，用來(lái)擬合這些點(diǎn)的直線也并不是正確地通變?cè)c(diǎn)。這時(shí)我們會(huì)想，自然規(guī)律真的是a∝F、a∝l／m嗎?假如經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，圖象中的點(diǎn)都十分湊近某條直線，而這些直線又都十分湊近原點(diǎn)，那么，實(shí)質(zhì)的規(guī)律很可能就是這樣的。可見(jiàn)，到這時(shí)為止，我們的結(jié)論仍舊帶有猜想和推測(cè)的性質(zhì)。只有依據(jù)這些結(jié)論推導(dǎo)出的好多新結(jié)果都與事實(shí)一致時(shí)，它才能成為“定律”。本節(jié)實(shí)驗(yàn)不過(guò)讓我們對(duì)于自然規(guī)律的夠究有所體驗(yàn)，實(shí)質(zhì)上一個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)不行能是幾次簡(jiǎn)單的丈量就能得出的。作業(yè)設(shè)計(jì)1．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是指A．位移的變化B．速度的變化C．加快度的變化D．質(zhì)量的變化2．以下物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生變化的是()A．小球做自由落體運(yùn)動(dòng)B．槍彈在槍筒中做勻加快運(yùn)動(dòng)C．沿斜坡勻速下滑的汽車(chē)D．汽車(chē)在水平面上勻速轉(zhuǎn)彎3．對(duì)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()．物體受力必定運(yùn)動(dòng)，力停止作用后物體也立刻停止運(yùn)動(dòng)．物體所受的協(xié)力越大，其速度越大C．物體受力不變時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不變D．物體受外力的作用，其速度必定改變4．物體A的質(zhì)量為10kg，物體B的質(zhì)量為20kg，A、B分別以20m／s和10m／s的速度運(yùn)動(dòng)，則()A．A的慣性比B大B．B的慣性比A大C．A、B的慣性同樣大D．不可以確立5．對(duì)于力以下說(shuō)法中確的是()①力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原由；②力是保持物體運(yùn)動(dòng)的原由；③力是改變物第課/共課編撰：第3頁(yè)年月日整日制高中物理必修①教教案第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律體慣性大小的原由；④力是使物體產(chǎn)生加快度的原由．A．①④B．①②C．②③D．③