高中物理加速度教案
發(fā)表時間:2021-01-2520xx高考物理《探究加速度與力質(zhì)量的關系》材料分析。
20xx高考物理《探究加速度與力質(zhì)量的關系》材料分析
1.實驗原理
(1)保持質(zhì)量不變,探究加速度跟合外力的關系.
(2)保持合外力不變,探究加速度與質(zhì)量的關系.
(3)作出aF圖象和a圖象,確定其關系.
2.實驗器材
小車、砝碼、小盤、細繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導線兩根、紙帶、天平、米尺.
3.實驗步驟
(1)測量:用天平測量小盤和砝碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m.
(2)安裝:把實驗器材安裝好,只是不把懸掛小盤的細繩系在小車上(即不給小車牽引力).
(3)平衡摩擦力:在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊,使小車能勻速下滑.
(4)操作:①小盤通過細繩繞過定滑輪系于小車上,先接通電源后放開小車,取下紙帶編號碼.
②保持小車的質(zhì)量m不變,改變砝碼和小盤的質(zhì)量m′,重復步驟①.
③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分,測加速度a.
④描點作圖,作aF的圖象.
⑤保持砝碼和小盤的質(zhì)量m′不變,改變小車質(zhì)量m,重復步驟①和③,作a圖象.
1.注意事項
(1)平衡摩擦力:適當墊高木板的右端,使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力.在平衡摩擦力時,不要把懸掛小盤的細繩系在小車上,讓小車拉著穿過打點計時器的紙帶勻速運動.
(2)不重復平衡摩擦力。
(3)實驗條件:mm′.
(4)一先一后一按:改變拉力和小車質(zhì)量后,每次開始時小車應盡量靠近打點計時器,并應先接通電源,后釋放小車,且應在小車到達滑輪前按住小車。
2.誤差分析
(1)因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差:本實驗用小盤和砝碼的總重力m′g代替小車的拉力,而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力.
(2)摩擦力平衡不準確、質(zhì)量測量不準確、計數(shù)點間距測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差.
3.數(shù)據(jù)處理
(1)利用Δx=aT2及逐差法求a.
(2)以a為縱坐標,F(xiàn)為橫坐標,根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點,如果這些點在一條過原點的直線上,說明a與F成正比.
(3)以a為縱坐標,為橫坐標,描點、連線,如果該線為過原點的直線,就能判定a與m成反比.
1.[實驗原理與實驗操作]通過小車在拉力作用下的加速運動,來探究加速度、力、質(zhì)量三者之間的關系,下列說法符合實際的是()
A.通過同時改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F的研究,能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關系
B.通過保持小車的質(zhì)量不變,只改變小車受到的拉力的研究,就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關系
C.通過保持小車受力不變,只改變小車的質(zhì)量的研究,就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關系
D.先不改變小車的質(zhì)量,研究加速度與力的關系;再不改變小車受到的拉力,研究加速度與質(zhì)量的關系;最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關系
D[探究加速度與力、質(zhì)量的關系時,先使質(zhì)量不變,研究加速度與力的關系;再使受到的拉力不變,研究加速度與質(zhì)量的關系;最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關系.所以,只有選項D正確.]
2.[數(shù)據(jù)處理與誤差分析]如圖1所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗裝置示意圖.同一實驗小組中的四位同學利用同一條紙帶求小車運動的加速度,分別作出了四幅圖象,其中最規(guī)范的是()
圖1
C[描繪圖象時取坐標標度不能隨意,要使得大部分點落在整個坐標區(qū)域中,故A、D錯誤;描完點后,先大致判斷這些點是不是在一條直線上,畫一直線,讓盡可能多的點落在直線上,其余的點均勻地分布在這條直線的兩側(cè),故B錯誤,C正確.]
延伸閱讀
20xx高考物理《探究做功與物體速度變化的關系》材料分析
20xx高考物理《探究做功與物體速度變化的關系》材料分析
實驗7探究做功與物體速度變化的關系
1.實驗目的
(1)通過實驗探究合外力對物體做的功與物體速度變化的關系.
(2)鞏固打點計時器所打紙帶上各點速度的測量方法和用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)的方法.
2.實驗原理
(1)不是直接測量對小車做的功,而是通過改變橡皮筋條數(shù)確定對小車做的功W0、2W0、3W0….
(2)由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點計時器測出,也可以用其他方法測出.這樣,進行若干次測量,就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù).
(3)作出Wv和Wv2圖線,分析圖線,可以得知橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度的關系.
3.實驗器材
小車(前面帶小鉤)、長木板(兩側(cè)適當?shù)膶ΨQ位置釘兩個鐵釘)、打點計時器及紙帶、學生電源及導線(使用電火花打點計時器不用學生電源)、5~6條等長的橡皮筋、刻度尺等.
4.實驗步驟
(1)按如圖1所示將實驗儀器安裝好,同時平衡摩擦力.
圖1
(2)先用一條橡皮筋做實驗,用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1,設此時橡皮筋對小車做的功為W0,將這一組數(shù)據(jù)記入表格.
(3)用2條橡皮筋做實驗,實驗中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同,這樣橡皮筋對小車做的功為2W0,測出小車獲得的速度v2,將數(shù)據(jù)記入表格.
(4)用3條、4條…橡皮筋做實驗,用同樣的方法測出功和速度,將數(shù)據(jù)記入表格.
1.數(shù)據(jù)處理
(1)測量小車的速度:
圖2
實驗獲得如圖2所示的紙帶,為探究橡皮筋做功和小車速度的關系,需要測量做功結(jié)束時小車的速度,即小車做勻速運動的速度,應在紙帶上測量的物理量是(用字母表示):A1、A2間的距離x,小車速度的表達式是(用測量的物理量表示)v=(T為打點計時器的打點時間間隔).
(2)實驗數(shù)據(jù)記錄
橡皮筋
條數(shù)位移
x/m時間t/s速度
v/(m·s-1)速度的平方
v2/(m2·s-2)(3)實驗數(shù)據(jù)處理及分析:在坐標紙上畫出Wv和Wv2圖線(“W”以一條橡皮筋做的功為單位).
圖3
(4)實驗結(jié)論:從圖象可知功與物體速度的關系:W∝v2.
2.注意事項
(1)平衡摩擦力:本實驗中為排除摩擦力的影響,讓橡皮筋做的功成為合外力做的功,可采用將木板一端墊高的方法,使重力沿斜面方向的分力與摩擦力相平衡,就能消除摩擦力的影響.若不掛橡皮筋時,輕推一下小車,觀察到打點計時器打出的紙帶上點跡均勻,則說明已平衡掉摩擦力.
(2)測小車速度時,紙帶上的點應選均勻部分,因為這一段是橡皮筋對小車做功結(jié)束時的情形.
(3)橡皮筋的規(guī)格應一樣,橡皮筋對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可,不必計算出具體數(shù)值,用2條、3條…橡皮筋進行第2次、第3次…實驗時,每次實驗時橡皮筋伸長的長度都應保持一致.
(4)小車質(zhì)量應大一些,使紙帶上打的點多一些.
3.誤差分析
(1)誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一致,使橡皮筋做功W與橡皮筋條數(shù)不成正比.
(2)沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差.
(3)利用打上點的紙帶計算小車速度時,測量不準確會帶來誤差.
1.[實驗原理與實驗操作]如圖4所示,在“探究功與物體速度變化的關系”的實驗中,下列說法正確的是()
圖4
A.為減小實驗誤差,長木板應水平放置
B.實驗中需要算出橡皮筋做功的具體數(shù)值
C.通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加
D.小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運動,當橡皮筋恢復原長后,小車做勻速運動
C[為使橡皮筋做的功作為合力的功,必須平衡摩擦力,故A錯;本實驗用W的整數(shù)倍來進行研究,故B錯,C正確;橡皮筋的力是變力,小車在橡皮筋拉力作用下做的不是勻加速直線運動,故D錯.]
2.[實驗數(shù)據(jù)處理與誤差分析]某同學在實驗室用如圖5甲所示的裝置來研究有關做功的問題.
圖5
(1)如圖甲所示,在保持M7m條件下,可以認為繩對小車的拉力近似等于砂和砂桶的總重力,在控制小車質(zhì)量不變的情況下進行實驗.在實驗中,該同學先接通打點計時器的電源,再放開紙帶,已知交流電的頻率為50Hz.圖乙是在m=100g、M=1kg情況下打出的一條紙帶,O為起點,A、B、C為過程中3個相鄰的計數(shù)點,相鄰的計數(shù)點之間有4個點沒有標出,有關數(shù)據(jù)如圖乙所示,則打B點時小車的動能Ek=________J,從開始運動到打B點時,繩的拉力對小車做的功W=________J.(保留2位有效數(shù)字,g取9.8m/s2)
(2)在第(1)問中,繩的拉力對小車做的功W大于小車獲得的動能Ek,請你舉出導致這一結(jié)果的主要原因:_________________________________________
________________.(寫出一種即可)
【解析】(1)小車拖動紙帶做勻加速直線運動,B為AC的中間時刻,由勻變速直線運動的規(guī)律可得vB=AC=,其中xAC=OC-OA=19.95cm,T=5×0.02s=0.1s,代入可求得vB=0.9975m/s,所以在B點小車的動能Ek=Mv≈0.50J.繩的拉力近似等于砂和砂桶的總重力,所以繩的拉力對小車做的功W=mgxOB≈0.51J.(2)若摩擦力沒有完全抵消,小車所受合外力的功還應包含摩擦力做的負功,故拉力的功大于動能的增量;若砂與砂桶的重力不滿足“遠小于小車的重力”的條件,則砂和砂桶的重力大于繩的拉力,若把砂和砂桶的重力近似為拉力,導致拉力做的功大于動能增量.
【答案】(1)0.500.51(2)摩擦沒有完全抵消;砂與砂桶的重力大于繩的拉力(寫出一種即可)
《探究加速度與力、質(zhì)量的關系》教學設計
《探究加速度與力、質(zhì)量的關系》教學設計
山東省平陰縣第一中學嚴中格
在新教材教學中,新課標要求我們改變過去過分強調(diào)知識傳授的傾向,注重科學探究精神,讓學生親自經(jīng)歷科學探究過程,學習科學研究的方法,培養(yǎng)學生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識。“探究式教學”是實現(xiàn)其作用的很好的教學方法,加之物理學科的特點,“探究式教學”理應受到我們物理教師的青睞??梢恍┝晳T于舊的傳授式教學的老師,一時難以轉(zhuǎn)變教學模式,不知如何操作,改革的浪潮又推著你必須前進,因此倍感苦惱;又因“探究式教學”操作過程調(diào)控難度大,更讓一些教師感到力不從心。筆者這幾年一直在進行這方面的嘗試探究(我校物理組一直在進行《引導發(fā)現(xiàn)嘗試探究》的課題研究),小有收獲,在具體操作“探究式教學”的過程中感覺還算比較順手。下面就我上過的高一物理必修1第四章第2節(jié)《實驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關系》一堂公開課,談談我對這節(jié)探究課的大概設計思路和課后的反思體會。
一、教學設計
1.吃透新課標精神,領悟教材教學意圖,確立三維一體的目標
新課標較原有的教學大綱更注重對學生動手能力、探索能力、自己總結(jié)觀察現(xiàn)象的能力的培養(yǎng),以本節(jié)課為例,以前是驗證牛頓第二定律,注重的是知識的再現(xiàn),而現(xiàn)在變?yōu)樘骄?,注重的是問題的提出與發(fā)現(xiàn)。本節(jié)課以實驗的形式出現(xiàn),不僅鍛煉學生的動手能力,更重要的是如何設計實驗,如何提出問題,以及如何操作,如何進行數(shù)據(jù)處理,分析并得出實驗結(jié)果,這些才是現(xiàn)代中學生最應該掌握的方法和技巧。至于學生自己設計的方案不管是否符合要求,不管實驗后能否得出正確的結(jié)論,都要加以鼓勵,因為學生在設計和實際操作中的親身體驗才是最重要的。因此,本節(jié)課的三維目標制定如下:
【三維目標】
(一)知識與技能
理解物體運動狀態(tài)的變化的快慢,即加速度大小與力有關,也與質(zhì)量有關。
通過實驗探究加速度與力的定量關系。
(意圖:加速度與質(zhì)量的定量關系下一課時探究,實踐證明1課時45分鐘根本無法探究2個問題,若調(diào)成2課時合上,又給學校正常的教學秩序帶來不便,所以建議分2課時探究。)
培養(yǎng)學生動手操作能力。
(二)過程與方法
指導學生定量的探究加速度和力、物體質(zhì)量的關系。知道用控制變量法進行實驗。
學生自己設計實驗,自己根據(jù)自己的實驗設計進行實驗。
對實驗數(shù)據(jù)進行處理,看能得出什么結(jié)論。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
通過實驗探究,培養(yǎng)學生實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學態(tài)度。
通過實驗探究激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新精神。
培養(yǎng)學生的團隊合作精神。
【教學重點】
控制變量法的使用。
如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行。
實驗數(shù)據(jù)的分析與處理。
【教學難點】
如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行。
實驗數(shù)據(jù)的分析與處理。
2.充分準備教學器材,讓更多的學生參與
本節(jié)課學生可能會設計出各種可行或不可行的實驗方案,因此要盡可能的多準備、多提供一些實驗室已有的器材,加上學生自備的,以便供學生選用,可提供下列器材:
【教具準備】
多媒體課件,小車,一端帶定滑輪的長木板,帶小盤的細線,砝碼(規(guī)格:10g、20g、30g、40g,用作牽引小車的力),鉤碼(50g)4個(用來改變小車的質(zhì)量),打點計時器(套數(shù):夠全班4人一組用的,一般學校都應該有這樣的器材),紙帶,課本P78圖4.2-5的實驗器材2套,氣墊導軌1套,刻度尺,秒表,計算機等。
3.教學內(nèi)容的組織要得當
(1)首先要符合課程標準的基本要求,更要貼近絕大多數(shù)學生的認識水平。本節(jié)課探究加速度與力的關系,學生已探究過小車速度隨時間變化的規(guī)律,已具有了利用打點計時器測小車加速度的基本技能和方法,所以為大部分學生準備了足夠的“利用打點計時器探究小車加速度與力關系”的實驗器材。
(2)其次要緊跟上現(xiàn)代科學技術、社會生活的發(fā)展水平。本次探究為學生提供了氣墊導軌1套,利用光電門測速研究,更具有利用先進設備研究問題的現(xiàn)代研究特色。
(3)再則還要留給教師開發(fā)拓展教學內(nèi)容和學生在一定范圍內(nèi)選擇學習內(nèi)容的空間。本次探究也為學生提供了課本P78圖4.2-5的實驗器材2套,此套方案雖不直接測出加速度,但利用“比較”的研究方法,不同于用打點計時器測出加速度,繪出a-F圖研究的方法,這樣給學生自主選擇的空間,學生更有主人翁的意識積極主動地參與研究,也便于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維,領悟用不同的方案、不同的方法研究,殊途同歸。
4.教學方式方法選擇要貼切,運用要有科學性、藝術性
以自主(自主設計方案、自主選擇器材)、合作(四人一組協(xié)作)、探究為原則,注意結(jié)合學生和教材的特點選擇不同的教學方法,以達到激發(fā)學生的學習興趣,調(diào)動學生的積極性,讓學生饒有興趣地參與到教學的全過程中來,經(jīng)過自己的思維活動和動手操作獲得知識的目的,從而體驗到科學探究的全過程、其中的樂趣和成功感。
【教學過程】
根據(jù)以上原則,制定如下大體教學過程。
1)設置情景,提出問題,引入新課,引起學生學習興趣。
多媒體模擬貨車空載與滿載起動情況,視頻播放賽車起動情況。
問題1:想想看,加速度的大小可能與什么因數(shù)有關?
學生直接回答或分組定性討論再作回答(靈活機智,看學生情況而定)
問題2:研究一個量與多個量之間關系時,采用什么方法研究?以前遇到過這種方法嗎?
(根據(jù)學生的回答,點出重要的研究方法──控制變量法,并引出本節(jié)課的探究課題)
問題3:控制變量法的具體步驟?控制什么?研究什么?
(教師點出:因時間關系,本節(jié)課先探究加速度與力的關系)
2)引導學生設計探究方案。
提示問題:需要測哪些物理量?需要用到什么器材?根據(jù)你課前預習準備情況,小組討論、交流,并匯總設計的方案,派代表向全班同學匯報。
(筆者認為這樣的多方案探究,應讓學生課前預習,自主設計比較好,否則課上現(xiàn)場設計,方案是否成熟,是否可行在其次,關鍵是學生對要研究的問題缺乏足夠的思考,自然對其他同學提出的方案也就很難產(chǎn)生共鳴并發(fā)表自己的意見,對多種方案的領悟也就比較膚淺。當然,學生的基礎好,能力高,亦可現(xiàn)場設計。)
3)小組代表匯報方案,教師引導學生分析其可行性,點出不同方案中具體操作步驟中的關鍵處。
方案(1):試圖用秒表,刻度尺測出靜止的小車釋放一段時間后的位移,求出加速度,改變合外力,得出a-F圖象。
(不妥之處?測的“時間”誤差太大)
方案(2):利用打點計時器測出小車在不同合外力下產(chǎn)生的加速度,繪出a-F圖象。
(關鍵處點撥:小盤與砝碼的重力何時可看作小車受的外力?
木板一端稍作墊高,使小車勻速滑下,此時小車受的合力是多大?
提醒1:小盤與砝碼的質(zhì)量應遠小于小車的質(zhì)量,理由以后再作說明。提醒2:操作中的共同協(xié)作,打出的四條紙帶每人處理一條。)
方案(3):根據(jù)課本上參考案例,利用P78圖4.2-5的實驗器材,測出質(zhì)量相同的兩列小車,在不同合外力作用下,相同時間內(nèi),發(fā)生的位移,看位移之比和合外力之比情況。
(關鍵處點撥:位移之比為何等于加速度之比?如何設計表格?研究方法與方案(2)有何不同?)
方案(4):用氣墊導軌,利用光電門測小車不同位置時的速度,記錄的時間填入表格,輸入電腦,電腦處理并繪出a-F圖象。
(此套方案根據(jù)學生的情況,可安排師生協(xié)作作最后的演示)
4)各小組根據(jù)自己設計出來的方案(主要是方案(2)和方案(3)),選擇器材進行實驗,老師巡回指導,參與到各小組的實驗中。根據(jù)不同小組的情況,給予不同的指導。
小組安排:設置四個學生用一套器材,而不是兩人一套
(有利于學生在實驗中互相交流與合作,培養(yǎng)四人小組中每個學生的團體合作和競爭精神。有利于老師關注到更多學生,包括一些學習有困難的學生。有利于分層教學、因材施教。合作好,可有效利用時間。)
5)讓小組代表匯報探究成果,無論方案(2)得到的a-F圖線是否過原點,方案(3)得到的a1/a2與F1/F2的值是否相等,老師都應給予鼓勵性的評價,側(cè)重對學生實驗過程以及和其他同學合作交流情況的評價。
6)學生自由提問,說出實驗中還發(fā)現(xiàn)的問題以及遇到的困難。師生共同探討,幫助解決。
(方案(2)中出現(xiàn)下列圖線的原因?并讓同學們觀察:出現(xiàn)下列圖線對應小組所墊的木板高度是否恰到好處平衡掉摩擦力,即觀察小車是否勻速下滑?)
(方案(3)中發(fā)現(xiàn)滑動距離較大時,誤差較大。原因?)
7)師生共同協(xié)作演示方案(4),利用電腦處理數(shù)據(jù),實驗結(jié)果比較精確,分析得出結(jié)論:物體的質(zhì)量一定時,物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,且加速度的方向與合外力的方向一致。(本演示意圖:只讓學生感知利用現(xiàn)代科技手段的方便之處、精確之處,對于學生用現(xiàn)有的器材親自動手實驗所得的結(jié)論(雖有偏差)不能加以否定。至于如何用“數(shù)據(jù)處理軟件”處理實驗中得到的數(shù)據(jù)?讓同學們課后討論。激發(fā)他們求知的欲望。)
【小結(jié)并布置作業(yè)】
1.完成實驗報告。
2.設計“探究加速度與質(zhì)量關系”方案。
3.思考如何進行數(shù)據(jù)處理?
二、教后反思與體會
新課標倡導探究式學習方式,首先擺在我們一線教師面前的問題是(1)如何認識“探究式教學”?(2)怎樣擺正好教師在探究式教學中所處的位置?怎樣“引導”學生一步步“自主”探究獲得知識?“越俎代庖式”還是“放羊式”?建立怎樣的師生關系?(3)怎樣把握好時間問題?一節(jié)課主要探究什么?探究多長時間?全過程探究嗎?(4)如何控制場面?(5)如何評價學生?
1.認識問題:學生一次小小的體驗,受益終身
一些教師忙于“應試教育”,習慣“題海戰(zhàn)”,習慣“灌輸式”,認為這樣,一節(jié)課可灌輸很多知識,講很多題目,而“探究式教學”一節(jié)課能得到的知識相對少得多,甚至感覺浪費了時間。殊不知,從內(nèi)容形式上看是少了些,但這“小小的獲得”可是學生親身體驗得來,將終身不忘。“體驗”是每個學生成長過程所必需的,學生只有在參與中深刻體驗成功,體驗挫折,體驗合作,體驗質(zhì)疑,體驗挑戰(zhàn),才能健康成長??茖W探究教學模式正是為每個學生提供了平等“參與”的機會,通過“體驗”促進學生的健康成長,以便更好地適應現(xiàn)代社會對人才發(fā)展的需要。學生發(fā)展的同時也促進了教師和整個教學的發(fā)展,在學生的探究過程中,學生提出了很多具有建設性的問題?!疤骄渴浇虒W”提高了學生的動手能力、自己總結(jié)觀察現(xiàn)象的能力、探索能力。更重要的是通過實驗探究激發(fā)了學生的求知欲和創(chuàng)新精神。這些豈是灌輸式所能達到的?況且你的大量灌輸,學生又能吸收多少?我認為我們的老師應該提高認識,本著對學生終身發(fā)展負責態(tài)度,積極投身到課改行列,積極參與“探究式教學”。幾年的實踐證明,我們所帶的參與課改的班級,在高考中學科成績非但不低,反而取得了非常優(yōu)異的成績。
2.角色問題:教師是組織者、引導者、評價者;師生互動、民主平等
1)在探究式教學中,教師應該轉(zhuǎn)變角色,不應一包到底,切不可“越俎代庖”。要相信學生的能力,要大膽放給學生去探究,完全解除教師的“指揮棒”,讓學生在“實驗課題”的統(tǒng)領下,以自己的方式、自己的習慣、自己的情感和自己的認知規(guī)律去探索、去研究、去發(fā)現(xiàn)、去感悟、去體驗,得出合理的物理結(jié)論。教師可與學生一起實驗探究,但不要把自己的觀點強加給學生。當然也不能“放羊式”,不聞不問,不顧學生的基礎,沒有目標,沒有點撥,這樣學生勢必難以探究。
教師的“引導探究”,首先要運用多媒體、小體驗等各種教學手段創(chuàng)設物理情境,點燃學生探究新知的欲望;其次要根據(jù)學生的基礎、認知水平點撥其思考:探究什么?方向?途徑?收集與處理?高一的起始探究要多引導,以后可逐步放手。
2)建立新型的師生關系,實現(xiàn)從師道尊嚴到民主平等角色的轉(zhuǎn)換,確立民主平等的師生關系。
“探究式教學”體現(xiàn)以人為本,給學生創(chuàng)造體驗成功的機會,力圖讓學生輕松活潑、自由地學。讓每一個學生都能看到希望,每一個學生都能學好。營造一個生動活潑、師生互動的教學氛圍,使教師、學生之間形成良性互動,彼此形成學習共同體;營建一個允許質(zhì)疑、討論、探索的公平競爭環(huán)境。在民主的環(huán)境下,師生之間可以平等對話,教師對學生的行為給予客觀的評價,只有這樣才能有效的培養(yǎng)學生的創(chuàng)新才能。心理學上著名的“羅森塔爾效應”表明:來自教師的理解、寬容和期待,良好的師生關系有利于創(chuàng)造熱情和激發(fā)學生的榮譽感、自尊心、進取心的培養(yǎng),能把學生原有的一點創(chuàng)造思維火花燃成永不熄滅的熊熊烈火。
3)時間問題:探究要有主次,進行有效探究;課前、課上相結(jié)合,靈活處理教學內(nèi)容,有效利用時間。
學生活動本身就很耗時間,再加上學生這么大面積地進行科學探究活動,時間變成了突出問題。課堂45分鐘,已經(jīng)無法滿足科學探究的需要。要給學生充分活動的時間,要進行大面積完整的探究活動,兩堂課連上當然比較合適。但大多數(shù)學校一般不能連排,老師應隨機應變,靈活地根據(jù)《課程標準》來調(diào)整教學內(nèi)容和教學進度。要能根據(jù)不同班的具體情況來安排教學環(huán)節(jié),探究的內(nèi)容不能過多,主要探究什么?(并非每個問題都要讓學生逐個探究)對于難度較大的探究課題,為了能在給定的時間內(nèi)完成探究活動,可課前給學生布置任務進行預習準備,可課前讓學生進實驗室認識器材、選擇器材、熟悉器材。本案例的處理是:(一)探究內(nèi)容減半,(二)采用課前設計方案、選擇并熟悉器材、通過作業(yè)練習“紙帶處理求加速度”問題,這樣大大推進了課堂探究的進程,將有充足的時間進行這節(jié)課必須進行的探究環(huán)節(jié):交流方案、自主探究、匯報成果、綜合評價。筆者認為:探究的結(jié)果可以有出入,但探究的時間要充足,過程要盡量完整,否則匆匆探究,草草收場,只能流于形式,達不到探究的目的。辦法在人想,時間不應成“問題”。
4.控制問題:加強紀律教育,加強理論修養(yǎng)
在這種教學模式中,教師是引導者,組織者。就算教師準備非常充分,也難免會經(jīng)常發(fā)生一些意外。再加上五六十人一班,教師組織起來就非常費勁,很難顧及到每個學生,往往會出現(xiàn)失控的場面,甚至出現(xiàn)了有些亂的局面。建議加強紀律教育,嚴格要求學生遵守實驗紀律,特別是第一次進實驗室要嚴格要求,好的習慣、好的風氣要從第一次開始。教師更要加強理論修養(yǎng),才能靈活機智。
5.評價問題:改變對“成功”概念的理解,采用“激勵性”評價
傳統(tǒng)評價,重在結(jié)果評價,一紙試卷定優(yōu)秀。新課標理念下的評價應構建“合理、科學、多元化”的評價體系。與知識和技能的評價不同,不要把探究的結(jié)論作為評價的唯一標準,而要根據(jù)學生參與探究活動的全過程所反映出的學習狀況,對其學習態(tài)度、優(yōu)缺點和進步情況等給予肯定的激勵性的評價,學生的積極參與、大膽發(fā)表意見就是“成功”。由于學生的先天條件和后天的興趣、愛好的差異,課堂教學中教師應盡量避免統(tǒng)一的要求,采取分層次、多方位的教育理念,對他們不是采取取長補短,而是采用揚長避短,讓他們在不同層面上有所發(fā)展,體會到成功的喜悅,注意培養(yǎng)全體學生的參與意識,激發(fā)其學習興趣,并將其在活動中的表現(xiàn)納入教學評價中來,改變以往只憑學生考試成績來評價學生的不科學不合理不公平的單一評價方法。
總之,教育的出發(fā)點是人,歸宿也是人的發(fā)展?!疤骄渴浇虒W”就是從學生出發(fā),做到以人為本,為每個學生提供平等“參與”的機會,讓學生在寬松、民主的環(huán)境中體驗成功,健康成長。只要我們加強認識,積極探索,定能找到得心應手的“探究式教學”方法。以上點滴是我在投身課改,進行“探究式教學”中的體會與心得,希望我的一些想法和做法能對同仁有所幫助,不當之處,敬請專家和同仁批評指正。
§4.2實驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關系
§4.2實驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關系
【學習目標細解考綱】
1.能獨立設計探究加速度、質(zhì)量、力三者關系的探究方案。
2.會測量加速度、力、質(zhì)量;并能作出表示加速度與力、加速度與質(zhì)量的關系的圖象;能根據(jù)圖象寫出加速度與力、質(zhì)量的關系式。
3.體會探究過程中所用的科學方法——控制變量法;學習科學家的嚴謹態(tài)度。
【知識梳理雙基再現(xiàn)】
1.加速度是表示物體運動狀態(tài)________的物理量。根據(jù)事實經(jīng)驗,加速度與物體的________有關。物體________一定時,質(zhì)量越小,加速度就越大。加速度還與物體_______的大小有關,物體________一定時,受力越大,其加速度越大。
2.控制變量法:加速度a和質(zhì)量m,受力F都有關系。研究它們之間的關系時,先保持________不變,測量物體在________的力的作用下的加速度,分析加速度與力的關系,再保持物體所受的力________,測量不同________的物體在該力作用下的加速度,分析加速度與質(zhì)量的關系。這種先控制一個參量不變,研究其余參量之間變化關系的方法叫控制變量法。
【小試身手輕松過關】
1.“在影響加速度的因素”的探究中發(fā)現(xiàn)()
A.同一物體運動的速度越大,受到的合外力越大
B.同一物體運動的速度變化越大,受到的合外力越大
C.同一物體運動速度變化率越小,受到的合外力越小
D.同一物體運動速度變化越快,受到的合外力越大
2.為了研究加速度跟力和質(zhì)量的關系,應該采用的研究實驗方法是()
A.控制變量法B.假設法C.理想實驗法D.圖象法
3.一個由靜止狀態(tài)開始做勻變速直線運動的物體,可以由刻度尺測出__________和秒表測出_______,由公式___________計算物體的加速度。
【基礎訓練鋒芒初顯】
4.在探究實驗中,測量長度的工具是__________,精度是______mm,測量質(zhì)量的工具是_________。
5.為了更直觀地反映物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關系,往往用二者的關系圖象表示出來,該關系圖象應選用()
A.a(chǎn)-m圖象B.m-a圖象C.圖象D.圖象
6.如果圖象是通過原點的一條直線,則說明()
A.物體的加速度a與質(zhì)量m成正比B.物體的加速度a與質(zhì)量成反比
C.物體的質(zhì)量m與加速度a成正比D.物體的質(zhì)量與加速度a成反比
【舉一反三能力拓展】
7.某同學在探究加速度a與力F和加速度a與物體質(zhì)量M的關系時,測出了表1、表2兩組數(shù)據(jù),請在圖甲、乙兩個坐標上分別作出a-F和圖線。
F/N0.140.280.430.550.682.002.503.334.005.00
a/ms-20.200.400.610.790.97a/ms-20.440.560.730.891.08
表1表2
甲乙
【名師小結(jié)感悟反思】
1.用控制變量法研究物理規(guī)律??刂谱兞糠ㄊ俏锢韺嶒炛薪?jīng)常采取的一種方法,當研究對象有兩個以上的參量發(fā)生牽連變化時,我們設法控制某些參量使之不變,而研究其中兩個參量之間的變化關系的方法。
2.加速度與辦質(zhì)量的關系。(1)質(zhì)量一定時,加速度與作用力成正比;(2)作用力一定時,加速度與質(zhì)量成反比。
實驗:探究加速度與力和質(zhì)量的關系
一名合格的教師要充分考慮學習的趣味性,教師要準備好教案為之后的教學做準備。教案可以讓講的知識能夠輕松被學生吸收,幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?下面是由小編為大家整理的“實驗:探究加速度與力和質(zhì)量的關系”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
(必修1)第四章第2節(jié)
實驗:探究加速度與力和質(zhì)量的關系(第一課時)
山東省菏澤市成武縣一中楊曉東
(一)引入新課
同學們先來看大屏幕,生活中我們見過這樣的情景:(先放課件,再解說一下)超載車,遇到險情時,在同樣的剎車力作用下難以停下來已釀成車禍;賽車安裝了強大的發(fā)動機比質(zhì)量相仿的小汽車啟動快的多.根據(jù)這些情景,同學們能否年出物體運動狀態(tài)變化的快慢,也就是加速度的大小與什么物理量有關?誰來談一下自己的看法?學生:物體的加速度與物體受力和物體質(zhì)量有關.受力一定時,質(zhì)量越大加速度越??;質(zhì)量一定時,受力越大,加速度越大.(學生若不說定性關系,可提示根據(jù)情景事實,告訴我們什么呢?)剛才這位同學回答的很好,不僅指出了加速度的相關因素,而且說明了加速度與力、質(zhì)量的定性關系,然而物理學并不滿足于這樣定性的描述,我們還想知道,物體的加速度與它的受力、它的質(zhì)量有什么定量關系?誰來發(fā)表自己的觀點?
(二)--
1.猜想假設
(生):a∝F、a∝1/m
(師):你是根據(jù)什么這樣猜想的呢?
(生):同前面的定性分析,物體受力越大,加速度越大;物體質(zhì)量越大,加速度越小。
(師):受力越大,加速度越大;質(zhì)量越大,加速度越小,也不一定a∝F、a∝1/m,你還能想象出其他的什么形式?a∝F2、a∝1/m2或其它情況。很好,同學們能放開思維進行大膽的猜想,頗有物理學大師的風范,了不起,可是同學們,你將通過什么方式去檢驗你的猜想呢?
2.研究方法
(生):通過實驗檢驗猜想
(師):可這里有三個物理量a、F、m,如何研究三個變量之間關系比較好呢?
(生):先保持m一定,研究a、F的關系
再保持F一定,研究a、m的關系
(師):很好,這就是實驗的兩個基本思路,我們把這種方法稱為(控制變量法),大家看這是控制變量法的定義。其實初中我們也用過這種方法,同學們能否回憶一下什么地方用過這種方法。
(生):研究物質(zhì)的密度與質(zhì)量和體積的關系,以及通過導體的電流與電壓和電阻的關系。
(師):很好,今天這堂課我們只研究第一種思路,保持m一定進,探究a與F的關系,而且只檢驗a∝F;這種最簡單的形式是否正確好吧!有興趣的同學可以在課下依據(jù)實驗數(shù)據(jù)去檢驗其它的形式!顯見測量a與F就成為本實驗的關鍵了!
3.方案探究
(師):猜想假設與實驗的基本思路都有了,我們應該去尋求具體的方案來檢驗我們的猜想。現(xiàn)在請同學們打開講義,看一下自主探究指南卡上面的幾個問題,然后帶著這幾個問題去閱讀教材77頁“制定實驗方案時的兩個問題”直到78頁上邊的“參考案例”,了解一下書中告訴了我們什么樣的實驗方案,讀完書后同學們可以試用一下桌上的實驗儀器,自行設計實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格,組內(nèi)同學相互交流完成后,由各組組長匯集一下本組的方案及觀點,并給大家介紹一下。哪個小組有了主意,及時舉手向老師示意一下,好現(xiàn)在開始!
(中間隔上3-5分鐘)
(師):同學們完成的怎么樣拉?哪個小組先來把你們小組交流的內(nèi)容讓大家分享一下,第一小組先來把你們小組交流的內(nèi)容讓大家分享下,首先請你回憶一下與加速度相關的公式?
(學生匯報3-5分鐘,教師作適當點撥和補充,學生匯報同時課件展示,最后總結(jié)現(xiàn)有條件下的兩種可行性方案)
自主探究指南卡參考及點評
小組長代表本組介紹實驗方案
1.測a、F
2.求加速度的公式:
前三個公式都要涉及速度,而測速度比較困難,后兩個公式,只要測位移和時間就可以了,位移用刻度尺測量,時間用秒表或用打點計時器測量。
(1)由知,測s或測t用秒表即可,需要軌道、小車,鉤碼(作小車拉力用)、平衡
摩擦力。看a與F的比值是否為定值,
(2)只適用于初速度為零的勻加速直線運動,知道運動性質(zhì)的前提下才可用,由
知,只要看為常量,即可知物體做勻變速直線運動,用來測a更科學,需要用軌道、小車,多用一個打點計時器,另需學生電源、紙帶、導線。由
求a,再看a與F的比值是否為定值可驗證a與F是否為正比例關系。
我們跟剛才小組方案一樣,只是我們采用a-F圖象檢驗a-F是否成正比例關系。這樣更能清楚看出a-F的變化關系.直線若過坐標原點即能說明問題.
(3)前幾個小組都是直接測a,其實,由書上的參考案例,可知,也可以不用測a,由控制兩輛小車運動相同時間t,則有只需讀出兩小車位移、及各自秘用拉力
,只需調(diào)節(jié)的大小看隨的變化關系,即可檢驗a與F是否為正比例關系,我們
需要兩個軌道、兩輛小車及雙份鉤碼,用這個雙層軌道做實驗。
3.
4.平衡好摩擦力
5.用比值法,或用圖象法
方案非常好,有難度,但創(chuàng)新意識好,巧妙運用轉(zhuǎn)化的方法,實驗好象很復雜,其實更科學,給這位同學一個鼓勵的掌聲。
當然,如果實驗條件允許的話,我們也可采用頻閃照相,用氣墊導軌方案去完成實驗,我給大家介紹一下,可在現(xiàn)有條件下,我們總結(jié)出兩種可行的實驗方案,大家看一下,這是實驗中同學們提到的一些注意事項,同學們可以參考一下。
4.自主實驗
(師):"紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行",a是否與F成正比例關系呢?還要看同學們的實驗結(jié)果才見分曉,現(xiàn)在請同學們依據(jù)本組設計的實驗方案進行實驗,記錄數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)規(guī)律,大膽檢驗你們的猜測想吧!老師建議大家彼此借鑒其它小組方案中的優(yōu)點,完善自己的設計方案,好現(xiàn)在開始實驗,看哪個小組在組長的帶領下做的又快又規(guī)范!
(實驗10分鐘左右,中間針對學生的操作出現(xiàn)的共同問題稍作點撥,讓學生注意操作事項和要領及規(guī)范性)
學生做實驗過程中,打開Excel表格的參考樣表
有些小組已經(jīng)得到了實驗數(shù)據(jù),其他小組加油??!可以參考老師提供的樣表,也可以自主設計表格畫在講義上,請最先測出數(shù)據(jù)的同學到前面電腦前輸入數(shù)據(jù)!
(展示三種情況)
各小組已經(jīng)完成實驗,第一小組說一下你們的結(jié)論,驗證出a∝F了嗎?
(生1):我們測出a與F發(fā)現(xiàn)a/F比值非常接近,在誤差允許的范圍內(nèi),近似相等。說明a∝F
(生2):我們畫出a-F圖象為一條直線,但稍微偏離坐標原點
(師):能說出偏離的原因嗎?
(生2):平衡摩擦力不足,但在誤差允許的范圍內(nèi),a-F為正比例關系
(生3):我們在電腦中輸入數(shù)據(jù),作出趨勢線,發(fā)現(xiàn)為正比例函數(shù),稍微不些偏差,在誤差允許的范圍內(nèi),a-F為正比例。
(師):同學們表現(xiàn)太棒了,課堂因你們而精彩!為自己的精彩表現(xiàn)來一次激烈的掌聲吧!
5.實驗結(jié)論
根據(jù)同學們的實驗數(shù)據(jù)及圖象描述,我們發(fā)現(xiàn)在誤差允許的范圍內(nèi),物體質(zhì)量一定時,a與F成正比例關系。
(三)探究歷程
回想本堂課我們的探究歷程。
首先是情景再現(xiàn)、然后是猜想假設a、F、m的關系、接著進行探究實驗方案、同學位自主進行實驗、通過數(shù)據(jù)分析、最后得出結(jié)論。通過本節(jié)課的探究性學習,我們嘗試用實驗的方法來探究m一定時a與F的關系。讓大家體會了物理學研究工作是以怎樣的形式和方法來進行的,望大家從以下兩方面有所體會:第一,物理學研究并不神秘,每個同學都可以開展物理學研究。第二,今天我們的工作是粗糙的,真正的物理學研究更精確、更完善,但基本思路和方法是一樣的,讓我們都擁有這樣一種方法,探究大自然的奧秘吧!
(四)為鞏固課堂所用知識與技能,老師送大家?guī)椎栏傎愵},看誰先來搶答,以最先站起來,并且快速回答的為獲勝者。
(五)課后探究題
最后是老師送大家的一個探究性問題,探究報紙能承受的最大拉力與報紙的幾何尺寸之間的關系(寬度d與承受拉力F的關系).
今天的課到這兒,謝謝各位同學!同學們再見!