2024-2025年新教材高中物理 第6章 第2节 第1课时 实验探究：加速度与力、质量的关系教学实录 鲁科版必修1

2024-2025年新教材高中物理第6章第2节第1课时实验探究：加速度与力、质量的关系教学实录鲁科版必修1授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路本节课以“实验探究：加速度与力、质量的关系”为主题，通过设计实验引导学生探究加速度与力、质量的关系，培养学生科学探究能力和实验操作技能。课程内容与鲁科版必修1第6章第2节相关，注重理论与实践相结合，旨在帮助学生理解牛顿第二定律，为后续学习打下基础。核心素养目标1.培养学生的科学探究精神，通过实验探究加速度与力、质量的关系，提升学生的问题提出、实验设计、数据分析等科学探究能力。

2.培养学生的物理思维能力，引导学生运用物理规律解释实验现象，发展逻辑推理和抽象思维能力。

3.培养学生的科学态度和价值观，通过实验过程培养学生的实事求是、严谨求实的科学态度，树立科学的世界观和方法论。教学难点与重点1.教学重点：

-理解加速度与力、质量之间的定量关系。

-掌握牛顿第二定律的表达式及其推导过程。

-能够运用牛顿第二定律解决简单的力学问题。

2.教学难点：

-加速度与力、质量关系的实验探究过程，包括实验设计、数据处理和误差分析。

-牛顿第二定律中加速度与力的关系在动态变化条件下的应用。

-学生在理解公式推导过程中，对物理量的瞬时性、矢量性概念的理解和运用。

-如何将抽象的物理规律与实际实验现象相结合，建立物理模型。教学资源-软硬件资源：实验台、滑块、小车、钩码、弹簧秤、打点计时器、导线、开关、电阻箱、电脑等。

-课程平台：鲁科版物理必修1教学平台。

-信息化资源：相关物理实验视频、牛顿第二定律推导过程动画、物理实验数据分析软件。

-教学手段：多媒体教学设备、实物演示、小组合作探究、课堂讨论等。教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示生活中的加速运动实例，如汽车加速、火箭发射等。

2.提出问题：为什么物体能够加速？加速运动与力有什么关系？

3.引导思考：如何定量描述物体的加速运动？

4.引导学生回顾已有知识：速度、速度变化率等概念。

二、讲授新课（15分钟）

1.牛顿第二定律的提出（5分钟）

-介绍牛顿第二定律的提出背景和过程。

-通过实例说明力、质量、加速度三者之间的关系。

-引导学生理解牛顿第二定律的表达式：F=ma。

2.牛顿第二定律的推导（5分钟）

-通过实验现象引导学生推导牛顿第二定律。

-展示实验过程和数据分析，强调实验方法在物理研究中的重要性。

-分析实验结果，推导出牛顿第二定律的数学表达式。

3.加速度与力、质量的关系（5分钟）

-通过实例说明加速度与力、质量的关系。

-引导学生分析不同情况下加速度与力、质量的关系，如匀加速直线运动、匀速圆周运动等。

三、巩固练习（15分钟）

1.课堂练习（10分钟）

-布置与牛顿第二定律相关的习题，如计算物体在恒力作用下的加速度、计算物体质量等。

-学生独立完成练习，教师巡视指导。

2.小组讨论（5分钟）

-将学生分成小组，讨论练习中遇到的问题，分享解题思路和方法。

-鼓励学生提出不同观点，培养学生的合作精神和创新能力。

四、课堂提问（5分钟）

1.回顾导入环节的问题，引导学生思考力、质量、加速度之间的关系。

2.提问：如何运用牛顿第二定律解决实际问题？

3.学生回答问题，教师点评并总结。

五、师生互动环节（5分钟）

1.教师引导学生分析实验现象，提出问题。

2.学生回答问题，教师点评并总结。

3.教师提出与牛顿第二定律相关的生活实例，引导学生思考。

六、核心素养拓展（5分钟）

1.引导学生思考牛顿第二定律在科技发展中的应用。

2.分享牛顿第二定律在其他领域（如航空航天、交通运输等）的应用实例。

3.培养学生的创新精神和实践能力。

教学总结：通过本节课的学习，学生能够掌握牛顿第二定律的基本概念和推导过程，理解加速度与力、质量之间的关系，并能够运用牛顿第二定律解决简单的力学问题。同时，培养学生的科学探究精神、物理思维能力和科学态度与价值观。知识点梳理1.加速度的定义和计算

-加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。

-加速度的计算公式：a=Δv/Δt，其中Δv为速度变化量，Δt为时间变化量。

2.牛顿第二定律

-牛顿第二定律内容：物体所受的合外力等于物体的质量与加速度的乘积，即F=ma。

-力、质量、加速度三者之间的关系：在恒力作用下，物体的加速度与力成正比，与质量成反比。

3.实验探究加速度与力、质量的关系

-实验目的：探究加速度与力、质量之间的关系。

-实验原理：根据牛顿第二定律，通过改变力的大小和物体的质量，观察加速度的变化。

-实验步骤：搭建实验装置，进行实验测量，记录数据，分析结果。

4.加速度的矢量性

-加速度是矢量，具有大小和方向。

-加速度的方向与合外力的方向相同。

5.力的合成与分解

-力的合成：将多个力合成为一个力，称为合力。

-力的分解：将一个力分解为两个或多个力，称为分力。

6.动力学基本方程

-牛顿第二定律的动力学基本方程：F=ma。

-动力学基本方程的应用：求解物体在恒力作用下的运动状态。

7.动能和势能

-动能：物体由于运动而具有的能量，计算公式：Ek=1/2mv^2，其中m为物体质量，v为速度。

-势能：物体由于位置而具有的能量，包括重力势能和弹性势能。

8.动能定理和功

-动能定理：合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。

-功的计算公式：W=F·s，其中F为力，s为力的作用距离。

9.动量守恒定律

-动量守恒定律：在一个封闭系统中，如果没有外力作用，系统的总动量保持不变。

10.动量定理和冲量

-动量定理：合外力对物体所做的冲量等于物体动量的变化量。

-冲量的计算公式：I=F·Δt，其中F为力，Δt为力的作用时间。课堂1.课堂评价：

-提问环节：通过提问，了解学生对牛顿第二定律的理解程度，包括加速度与力、质量的关系，以及动力学基本方程的应用。提问方式包括选择题、判断题和简答题，预计用时10分钟。

-观察环节：观察学生在实验过程中的操作是否规范，是否能正确使用实验器材，是否能按照实验步骤进行操作。同时，观察学生在小组讨论中的参与度和合作情况，预计用时10分钟。

-实验报告评价：学生完成实验报告后，教师进行评价，检查实验数据的准确性、实验结论的正确性以及实验过程的描述是否完整。预计用时10分钟。

2.教学活动评价：

-小组讨论：评估学生在小组讨论中的表现，包括提出问题的能力、分析问题的能力、解决问题的能力以及团队合作精神。预计用时10分钟。

-实践应用：通过课堂练习，评估学生将理论知识应用于实际问题的能力，包括解决实际物理问题的思路和方法。预计用时15分钟。

3.学生自评与互评：

-学生自评：鼓励学生在课后进行自我评价，反思自己在课堂上的学习表现，包括对知识的掌握程度、实验操作能力等。

-互评：组织学生之间进行互评，相互指出对方在实验操作、问题分析等方面的优点和不足，促进学生之间的相互学习和共同进步。

4.课堂测试：

-在课程结束后，进行一次小测验，测试学生对本节课内容的掌握情况。测试内容涵盖牛顿第二定律的基本概念、加速度与力、质量的关系以及动力学基本方程的应用。预计用时20分钟。

5.教学反馈：

-教师根据课堂评价结果，及时调整教学策略，如针对学生普遍存在的问题进行重点讲解，或者调整教学进度以适应学生的接受能力。

-鼓励学生通过课后作业和课堂提问反馈自己的学习困难和需求，教师及时给予解答和指导。

6.作业评价：

-对学生的作业进行认真批改和点评，重点关注学生对牛顿第二定律的理解和应用，以及实验报告的完整性和准确性。

-及时反馈学生的学习效果，对表现出色的学生给予表扬，对存在问题的学生提供个性化的辅导和建议。典型例题讲解1.例题：一辆质量为m的汽车以恒定加速度a行驶，经过时间t后，汽车的速度是多少？

解答：根据牛顿第二定律，F=ma，其中F为合外力，m为质量，a为加速度。由于汽车以恒定加速度行驶，合外力F恒定。根据速度公式v=u+at（其中u为初速度），由于初速度u为0，所以v=at。因此，汽车经过时间t后的速度为v=at。

2.例题：一个物体在水平面上受到两个力的作用，一个力为F1，另一个力为F2，物体质量为m，加速度为a。求F1和F2的大小。

解答：根据牛顿第二定律，F=ma。由于物体受到两个力的作用，合外力F为F1和F2的矢量和。设F1和F2的夹角为θ，则有F=F1+F2。根据力的分解和合成，可以列出以下方程：

F1cosθ=ma

F2cos(90°-θ)=ma

解得F1=m*a/cosθ，F2=m*a/cos(90°-θ)。

3.例题：一个质量为m的物体在水平面上受到一个恒力F的作用，物体从静止开始运动，经过时间t，物体的位移是多少？

解答：根据牛顿第二定律，F=ma。由于物体从静止开始运动，初速度u=0。根据位移公式s=ut+1/2at^2，代入u=0和a=F/m，得s=1/2*(F/m)*t^2。

4.例题：一个质量为m的物体在水平面上受到一个变力F(t)的作用，物体从静止开始运动，经过时间t，物体的速度是多少？

解答：由于力F(t)是变力，需要先对力F(t)进行积分，得到物体受到的合外力F。然后根据牛顿第二定律，F=ma，求出加速度a。最后，根据速度公式v=