《2实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计(广东省县级优课)-物理教案

牛顿第二定律探究教学目标一、知识目标1．理解加速度与力和质量的关系；2．理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义；3．了解得到牛顿第二定律的实验过程。二、能力目标1、学生分组实验总结牛顿第二定律，对真理进行再发现，培养学生进行实验探索、总结规律、不断创新的能力。2、初步掌握实验探索中的控制变量法。三、德育目标通过对实验误差处理、控制变量的学习，培养学生尊重事实，实事求是的美德。教学重点指导学生成功地完成分组实验，总结出牛顿第二定律。教学难点1、牛顿第二定律的总结归纳。2、物理公式在确定物理量的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系。教学方法实验法、讲授法、归纳法教学仪器用具多媒体平台、小车、一端带有滑轮的光滑水平板、一盒小钩码、一盒大钩码、细绳、电火花打点计时器、纸带课时安排1课时教学过程一、导入新课1．演示：用手推小车，提问：是否说明力是维持物体运动的原因？（不是，力是改变物体运动状态的原因。）当物体运动状态发生改变时，具有什么特征？（物体的速度大小改变了，或者物体速度方向改变了，或者速度大小和方向都改变了。）2．引入新课：物体运动状态改变时产生加速度，而产生的加速度又和物体的质量及所受力的大小有关，那么：加速度跟物体所受力的大小及物体质量之间有什么关系呢？二、新课教学1、请学生猜想加速度与力和质量的关系。2、请学生一起讨论加速度与力和质量的关系的探索方法即控制变量法。3、介绍实验的主要仪器：研究对象是小车质量为200g；打点计时器与纸带结合可以计算出小车的加速度；小钩码每个50g，用来改变绳子的拉力；大钩码每个200g，用来改变小车的质量。分组实验，探索加速度与力和质量的关系并处理好数据（见表1和表2）。请学生汇报实验探索结果并分析得出结论。研究质量一定的情况下，加速度和力的关系用投影片展示学生的实验数据，请学生自己分析如何根据数据得到结论。实验得到结论：对质量相同的物体，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比，即：a1/a2=F1/F2或a∝F研究力一定的情况下，加速度和质量的关系用投影片展示学生的实验数据，请学生自己分析如何根据数据得到结论。实验得到结论：在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比，即：a1/a2=m2/m1或a∝6、牛顿第二定律请学生根据以上两方面的结论归纳出加速度与力和质量之间的关系对力、质量和加速度的关系得到下述结论：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律。牛顿第二定律也可用数学公式来表示：a∝或者F∝ma即：F=kmaa：如果每个物理量都采用国际单位，k＝1；b：力的单位（牛顿）的定义：使质量为1千克的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1牛顿。可见，如果都用国际制单位，则K=1牛顿第二定律可简化为：F=ma这就是牛顿第二定律的公式加速度是个矢量，大小已经确定了，那方向如何确定？跟外力方向相同牛顿第二定律进一步的表述展示蚂蚁推砖块的动画，提出问题：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是蚂蚁用力却推不动放在水平地面上的一块砖，这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？请学生分析问题。在前面讲到的是物体受到一个力作用的情况，物体受到几个力作用时牛顿第二定律公式中的F表示合力，这样我们得到牛顿第二定律进一步的表述：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F合=ma三、总结扩展1、本节课的实验探索有哪些过程：a、提出问题；b、进行猜想；c、实验验证猜想；d、得出结论；2、结合实验装置及数据图象启发学生提出问题并作为课后思考。（1）请学生观察桌面的仪器装置，提出自己的疑问：长木板的一端为什么要垫上物体，这有什么作用？（2）做出的a-F图像，从图中可知，F较大（钩码质量较大）时，a与F不成正比关系，这显然与牛顿第二定律矛盾，为什么实验会出现这样的结果？是不是牛顿定律错了，还是我们没有考虑严密？对于学生能够提出问题给予充分肯定，并希望学生能够在课后深入思考、讨论并解决这些问题。投影：速度与力和质量的关系的探索方法——控制变量法。2、研究质量一定的情况下，加速度和力的关系实验得到结论：对质量相同的物体，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比，即：a1/a2=F1/F2或a∝F3、研究力一定的情况下，加速度和质量的关系实验得到结论：在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比，即a1/a2=m2/m1或a∝4、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律。数学公式表示：a=5、牛顿第二定律进一步的表述：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F合=ma6、再探索（1）请学生观察桌面的仪器装置，提出自己的凝问：长木