4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 讲义 -2020-2021学年高一上学期物理人教版必修1

实 验 说 课 稿 人教版《普通高中物理》必修1 4.2探究加速度与力、质量的关系 年 级： 高 一 说课人： 贾 慧 学 校： 井陉二中 2020.07 课 题 第四章 第二节 探究加速度与力和质量的定量关系 课 型 实验课 课时 1课时 说课人 井陉二中 贾慧 教材 人教版《普通高中物理》必修1 教材分析 本节课出自高中人教版必修一第四章第二节的知识，本节课的内容主要是探究加速度与力、质量的关系的实验，该实验是安排在牛顿第一定律之后。牛顿第一定律对力和运动关系进行初步介绍，通过这一实验探究，能得出的结论，为下一节学习牛顿第二定律打下了基础，所以这一实验在教材安排上有着承上启下的关键作用。 学情分析 学生已经接触过加速度的概念，并在本节前学习了牛顿第一定律，为本节课提供了知识储备。学生已经通过以前学习掌握实验测量常见物理量的方法，也有了分工合作的意识 教学目标 【物理观念】 通过实验探究加速度与力和质量的定量关系，形成力和运动的正确观念 【科学思维】 1.利用控制变量法思维探究实验中体现 2.创造条件，用容易测量的位移代替难测量的加速度思维体现 3.图像处理中转化曲线为直线思维的应用 【科学探究】 已有知识和实例提出问题，大胆猜想，设计实验，制定方案，获取处理信息，基于证据，得出结论 【科学态度和责任】 1．实验的共同参与， 亲生感受实验对知识的验证，让知识有说服力。 2．小作合作和讨论，培养分工合作意识，感受学习物理的乐趣。 3．智能设备引入，让学生体会新技术在实验中的应用 学习重点、难点 1、 教学重点 1. 控制变量法的使用 2. 提出实验方案并使实验方案合理可行 3. 实验数据的分析与处理 2、 教学难点 指导学生选器材，设计方案，进行实验，数据处理，作出图象，得出结论. 教法与学法 教法：目标导学法、实验探究法、小组合作探究法 学法：自主探究法、小组分工合作法、实验探究法 教具准备 多媒体课件，力学轨道、小车、小桶、钩码；砝码、粗线绳、智能手机（测加速度）、动滑轮（改进实验） 实验过程 环节 内容 设计意图 而一复习引入 回顾牛顿第一定律，总结出运动状态改变与力和质量有关 提出问题加速度与力和质量是什么关系？ 通过实例分析大胆猜想： 一、质量相同时，力越大，加速度越大 二、力相同时，质量越大，加速度越小 温故知新，体现知识连贯性，引导学生提出控制变量法 为二实验方案 步骤一：质量不变，探究加速度与力的关系 步骤二：力不变，探究加速度与质量的关系 测量：引导学生提出通过天平和砝码改变质量，通过钩码重力和定滑轮提供恒力。 注意：平衡摩擦力 加速度可以通过①打点计时器②初速度为零、相同时间的位移比等于加速度比③手机传感器三种方法测量。 手机使用《传感器》软件可以显示出手机的瞬时加速度大小，如右图所示： 将手机固定在小车上，录制下小车运动时加速度大小的变化，采用慢放和暂停的方法可以读出几组小车匀变速运动时的加速度值，取平均值可以减小误差。 共同制定出方案：对比法定性探究加速度与力和质量关系，同时车上装智能手机，测出加速度大小，定量分析三者关系。器材如图： 用手机和动滑轮改进实验 1.引导学生制定方案，体现学生的主导地位 2.智能手机传感器引入，让学生体会新技术在实验中应用，开拓学生视野 3.对比位移实验，让加速度体现更直观，更容易得出定性关系 三教学过程 学生分成两组展开实验： 第一组：控制质量不变，探究加速度与力关系。通过改变两小桶内砝码质量改变小车受力，通过手机测出加度填表格。 第二组：用一条绳把两车相连，中间加动滑轮，通过动滑轮和轮上的钩码提供拉力，确保小车拉力因受质量影响二导致不同。如图所示： 改变小车上砝码质量，记录数据。 分组合作，提升课堂效率 动滑轮引入，避免小车拉力受质量影响 四数据处理 两组同学分别处理数据 第一组，构建加速度和力的表格，画出力与加速度关系线性图，得出质量不变时，加速度与力成正比结论 第二组，构建加速度和质量的表格，由数据可看出加速度与质量关系非正比。为更容易找出关系，让学生填一列质量倒数的表格，画加速度与质量倒数的线性关系图像。得出受力相同时，加速度与质量成反比结论。 1. 设计表格，绘制的图像方法，让数据处理更直观方便 2. 转换曲线图像为直线图像，更容易找出各量之间的关系 五结论与小结 结论：加速度与受到的合力成正比，与质量成反比 注意：平衡摩擦力，小桶和桶内砝码质量远小于小车质量，作图规范 误差分析：质量改变对小车拉力影响导致