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1、
用圖像描述直線運(yùn)動(dòng)
★新課標(biāo)要求
(一)知識與技能
1、理解物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化快慢,即加速度大小與力有關(guān),也與質(zhì)量有關(guān)。
2、通過實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系。
3、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。
(二)過程與方法
1、使學(xué)生掌握在研究三個(gè)物理量之間關(guān)系時(shí),用控制變量法實(shí)現(xiàn)。
2、指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)原理去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論.
3、幫助學(xué)生會分析數(shù)據(jù)表格,利用圖象尋求物理規(guī)律。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1、通過實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神。
2、使學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,樂于探究自然界的奧秘,能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。
3、培養(yǎng)學(xué)生的合作
2、意識,相互學(xué)習(xí),交流,共同提高的學(xué)習(xí)態(tài)度.
★教學(xué)重點(diǎn)
1、怎樣測量物體的加速度
2、怎樣提供和測量物體所受的力
★教學(xué)難點(diǎn)
指導(dǎo)學(xué)生選器材,設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。作出圖象,得出結(jié)論
★教學(xué)方法
1、提出問題,導(dǎo)入探究原理――自主選器材,設(shè)定方案,進(jìn)行操作,總結(jié)歸納――進(jìn)行交流。
2、對學(xué)生操作過程細(xì)節(jié)進(jìn)行指導(dǎo),對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的疑難問題進(jìn)行解答。
★教學(xué)用具:
多媒體、小車、一端帶滑輪長木板、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、紙帶、刻度尺、氣墊導(dǎo)軌、微機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。
★教學(xué)過程
(一)引入新課
教師活動(dòng):利用多媒體投影下圖:
定性討論:物體質(zhì)量一定,力不同,物體
3、加速度有什么不同?力大小相同,作用在不同質(zhì)量物體上,物體加速度有什么不同?
物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢取決哪些因素?定性關(guān)系如何?
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生討論后回答:第一種情況,受力大的產(chǎn)生加速度大,第二種情況:質(zhì)量大的產(chǎn)生加速度小。
學(xué)生再思考生活中類似實(shí)例加以體會。
點(diǎn)評:教師還可舉日常生活中一些實(shí)例,如賽車和普通小汽車質(zhì)量相仿,但塞車安裝了強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī),牽引力巨大,可產(chǎn)生很大加速度。再如并駕齊驅(qū)的大貨車和小汽車在同樣大的制動(dòng)力作用下,小汽車容易剎車.通過類似實(shí)例使學(xué)生獲得感性認(rèn)識:加速度大小既與力有關(guān),也與質(zhì)量有關(guān),為下一步定量研究做好鋪墊.
(二)進(jìn)行新課
1、物體加
4、速度與它受力的定量關(guān)系探究
教師活動(dòng):現(xiàn)在我們探究物體加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系(用控制變量法)。保持物體的質(zhì)量不變,測量物體在不同力的作用下的加速度,探究加速度與力的定量關(guān)系。請同學(xué)生據(jù)上述事例,猜測一下它們最簡單關(guān)系。
學(xué)生猜測回答:加速度與力可能成正比。
教師活動(dòng):如何測量加速度a?需什么器材?請同學(xué)樣設(shè)計(jì)方案。
學(xué)生回答:第二章我們已探究過小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律,可用該實(shí)驗(yàn)器材測加速度。小車在鉤碼牽引下作勻加速運(yùn)動(dòng),利用打出紙帶求加速度。
教師活動(dòng):現(xiàn)實(shí)中,除了在真空中拋體(僅受重力)外,僅受一個(gè)力的物體幾乎不存在,但一個(gè)單獨(dú)的力作用效果與跟它等大、方向相同的合力作用效果相同
5、,因此實(shí)驗(yàn)中力F的含義可以是物體所受的合力。如何為運(yùn)動(dòng)物體提供一個(gè)恒定合力?如何測?請同學(xué)們想辦法。
教師引導(dǎo):可利用前邊測加速度的器材,在鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量條件下,鉤碼重力大小等于對小車?yán)Γㄖ劣跒槭裁匆院笤儆懻摚?,但必須設(shè)法使木板光滑,或使用氣墊導(dǎo)軌以減少摩擦直至忽略不計(jì)。這樣小車受的合力就等于鉤碼重力。教師對學(xué)生設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行評估,篩選出最佳方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生思考,設(shè)計(jì)可行方案測量,也可借鑒教師提供案例進(jìn)行設(shè)計(jì)。
教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),把小車在不同拉力下的加速度填在設(shè)計(jì)好的表格中。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),取得數(shù)據(jù)。
教師活動(dòng):如何
6、直觀判斷加速度a與F的數(shù)量關(guān)系?指導(dǎo)學(xué)生以a為縱坐標(biāo),以F為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,利用圖象找規(guī)律。利用實(shí)物投影展示某同學(xué)做的圖象,讓大家評價(jià)。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生在事先發(fā)給的坐標(biāo)紙上描點(diǎn),畫圖象,看圖象是否是過原點(diǎn)的直線,就能判斷a與F是否成正比。
分析研究表格中數(shù)據(jù),得出結(jié)論。
2、物體的加速度與其質(zhì)量的定量關(guān)系探究
教師活動(dòng):保持物體所受力相同,測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度,探究加速度與質(zhì)量關(guān)系,請同學(xué)們用最簡單關(guān)系猜測一下二者是什么關(guān)系?教師解釋:若a與m成反比,其實(shí)是a與1/m成正比,a-l/m的圖象應(yīng)是什么?
學(xué)生猜測回答:加速度與質(zhì)量可能成反比。
應(yīng)該是過原點(diǎn)直線。
7、
教師活動(dòng):保持鉤碼質(zhì)量一定,即拉力大小一定,如何改變小車質(zhì)量?
將不同質(zhì)量的小車的加速度填入設(shè)計(jì)好的表格中,建立a一1/m坐標(biāo)系作圖象。
學(xué)生回答:在小車上加砝碼。
學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),測出不同質(zhì)量時(shí)加速度。在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),作a-l/m圖象,據(jù)a-l/m圖象建否是過原點(diǎn)直線就能判斷加速度是否與質(zhì)量成反比。
點(diǎn)評:由于學(xué)生剛開始從事探究實(shí)驗(yàn),缺乏經(jīng)驗(yàn),需要教師指導(dǎo),比如設(shè)計(jì)方案,利用圖象處理數(shù)據(jù),學(xué)生一無經(jīng)歷,二不習(xí)慣,所以宜采用定向探究,逐步使學(xué)生走向自由探究。
3、對實(shí)驗(yàn)可靠性進(jìn)行評估
教師活動(dòng):如果同學(xué)們猜想是正確的,那么根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以a為縱坐標(biāo),以F橫坐標(biāo),或
8、以a為縱坐標(biāo),1/m為橫坐標(biāo),作出圖象都應(yīng)該是過原點(diǎn)的直線,但實(shí)際描的點(diǎn)并不嚴(yán)格在某直線上,也不一定過原點(diǎn)。若真是a∝F,a∝l/m得需多次實(shí)驗(yàn)才能證實(shí)。
學(xué)生討論結(jié)果,看書討論相關(guān)問題。
★課余作業(yè)
1、課后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
2、預(yù)習(xí)第三節(jié)牛頓第二定律。
★教學(xué)體會
思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng),物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。
附錄1
實(shí)驗(yàn)分析
牛頓第二定律是動(dòng)力學(xué)的核心規(guī)律,是本章重點(diǎn)和中心內(nèi)容,而探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系是學(xué)習(xí)下一節(jié)的重要鋪
9、墊。該實(shí)驗(yàn)的器材選取、方案設(shè)定,因第二章使用過,學(xué)生自然會想到用該器材測加速度。但測力有一定困難,還需平衡摩擦。為此可借助氣墊導(dǎo)軌避免這一點(diǎn)。另外,測加速度可在氣墊導(dǎo)軌上安放兩個(gè)光電計(jì)時(shí)門,通過微機(jī)輔助系統(tǒng)記錄,小車通過兩個(gè)計(jì)時(shí)門的時(shí)間間隔,測出兩計(jì)時(shí)門間距離,可由求加速度a,數(shù)據(jù)完全可由微機(jī)處理,甚至a-F,a-1/m圖象由微機(jī)處理作出,收到事半功倍的效果。
附錄2
學(xué)生分析
該實(shí)驗(yàn)是探索規(guī)律的實(shí)驗(yàn),學(xué)生對加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的定量關(guān)系是未知的,但通過實(shí)例,對加速度與力和質(zhì)量的定性關(guān)系是可以理解的。怎樣定量研究需在教師指導(dǎo)下,學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦進(jìn)行設(shè)計(jì)研究,教師只是一個(gè)引導(dǎo)者、評判者,只要學(xué)生的設(shè)計(jì)方案合理,親身體驗(yàn)探究過程,至于能否得出正確結(jié)果并不重要。
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