广东省中山市卓雅外国语学校-高中物理-创新实验-实验：探究加速度与力、质量的关系

第3页?探究加速度与力、质量的关系?说课文稿使用教材人民教育出版社高中?物理必修1?第四章第二节。二、实验器材改装版多用力学轨道、小车、细线、钩码〔假设干〕、动滑轮；朗威DISLab数据采集器、位移传感器、力传感器；计算机及定制软件〔如图1〕。图1：实验装置图三、实验改良要点1、用升降台平衡摩擦：能实现轨道一端高度的连续、平稳的调节，相比传统的垫木块的方法操控性和稳定性更好，调节更方便。改装后的轨道同样适用于其它需要平衡摩擦力的实验；2、用传感器辅助实验：方便实验操作和数据采集；3、直接测量拉力大小：回避了因重物失重而造成的系统误差；4、定制实验软件：解决了DISLab软件包不能同时支持加速度和力的数据采集的问题；5、计算机辅助处理：由计算机进行数据处理符合教材要求。四、实验设计思路1、平衡摩擦力的过程不仅操作麻烦，而且检验过程很繁琐，会消耗大量的时间。不仅如此，局部同学还很容易忽略这一环节。基于这一考虑，我设计了轨道升降台，不仅简化了操作过程，量化平衡效果，还能在一定程度上吸引学生的注意力，起到提醒的作用。2、传感器在物理实验中的广泛使用为实验方案的设计提供了更好的选择，在这个动脑和动手一样重要的探究性实验中，能很好地帮助学生突破实验方案设计的难点。3、简化操作和数据处理过程；4、提高实验数据精确度。五、实验教学目标1、知识与技能：学会用控制变量法研究物理规律；认识加速度与力、质量的定量关系；培养学生实验设计能力，提高实验操作技能；2、过程与方法：了解实验流程设计的可行性和合理性；利用图像处理实验数据的方法；利用传感器结合计算机进行物理实验；3、情感、态度与价值观：激发学生的科学探究热情；培养学生实事求是的科学态度和小组协作的团队意识；使学生更加热爱科学、热爱生活。六、实验教学内容本节课介于牛顿第一定律和牛顿第二定律之间，是牛顿第一定律的深入拓展，更是牛顿第二定律的内容铺垫。引导学生发现加速度、力、质量三者之间可能存在定量的关系，并设计实验来探究它们之间的关系。主要内容包括：课程引入、原理分析、方案设计、实验操作、数据处理以及实验误差分析和实验思考。七、实验教学过程1、情景创设引入课题：通过对牛顿第一定律内容的复习，引导学生发现加速度、力、质量可能存在定量关系；2、提出任务分析问题：要找到三者之间的关系，需要采用什么方法，怎样获得并测量相关物理量，探究过程有哪些需要解决的问题等；3、设计方案进行探究：按照前面分析中提出的问题，设计方案逐一解决，并获取实验数据；4、分析数据得出结论：运用图象法对数据进行处理，从猜测-验证-重新假设-重新验证的过程中得出最后结论；5、反思总结完善方案：对实验中的各个环节进行误差分析，总结实验考前须知并对方案进行完善。例如在对实验截图的分析中可以发现：重物运动时对小车的拉力与静止时对小车的拉力不同，而且重物质量越大，差异越明显〔如图2〕，由此可以引发学生对教材参考案例的思考，有助于后面对m<<M条件的理解。图2：两幅实验截图的比照八、实验效果评价1、学生初步具备了实验方案设计能力；2、加深了对控制变量法的理解并能够在实验探究中具体应用；3、对提高学生实验操作技能有帮助；4、体验了猜测—实验验证—修正—重新验证的