“实验：探究加速度与力、质量的关系”教案
一、教材分析：
“实验：探究加速度与力、质量的关系”是人教版高中物理必修1第四章第2节探究型新授课，是学习牛顿第二定律的前奏，从新课改的编者意图来看，这应该是属于一节强调科学探究的学生实验课。但因为所需实验数据太多，很难在45分钟内完成探究任务，所以教师在处理时往往还是跟老教材一样，只在课堂上做一下演示实验就直接进入牛顿第二定律的教学了，这显然有违新课改的指导目标。所以，笔者特对本堂课的内容作了规划设计，既让学生在探究中体会到过程的趣味性和成功的幸福感，又能让教师顺利完成本堂课的教学任务。
二、创新之处：
1、学生实验时采用大合作与小合作相结合的方式。在采集实验数据时，可以采用多组大合作的形式，节省课堂时间，增强学生合作意识；在用比较法寻找正反比关系进行实验时，可以采用两组小合作的形式，让学生想办法亲自动手实验，弥补了演示实验的不足，培养了学生的创新能力。
2、教师授课时采用EXCEL等软件处理数据，辅以PPT等媒体技术，方便直观省时的同时，又能让学生意识到新技术在科学探究中的非凡功效。
三、教学环境：
物理实验室，两人一桌，多媒体（PPT、EXCEL、实物投影）
四、仪器准备：
教师演示用：双层导轨演示仪；学生分组实验用：附有定滑轮的长木板，小车及大砝码，小钩码，细绳，纸带及打点计时器，刻度尺，平衡摩擦力所需器材。（所有小组器材须统一规格，小车、大砝码和小钩码的质量可由教师提前测定并提供给学生）
五、教学简案：
【引入】上节课学习了牛顿第一定律，知道了力是改变物体运动状态的原因，即加速度与力应该存在着某种关系，下面请看生活中的常见运动。
【PPT】小孩、大人推车；不同汽车的启动
【学生总结】物体质量一定，受力越大，加速度就越大；物体受力一定，质量越大，加速度就越小。
【教师总结】1、观察生活：a与F、M存在定性关系
2、提出问题：a与F、M存在怎样的定量关系？
【学生猜想】3、作出假设：M一定时，a与F成正比；F一定时，a与M成反比
【学生讨论】如何用已经熟悉的仪器来设计实验进行探究？
【实物投影】展示学生所设计的方案，选取其中最可行的，并请学生讲解自己的实验步骤（因为学生都是基于教材去思考的，所以设计并不难）。
【教师总结】4、实验设计及操作：控制变量法，①M不变，改变F，测多组a； ②F不变，改变M，测多组a
【PPT】平衡摩擦力的原理及方法
【学生实验】组装实验仪器，并平衡好摩擦力。如图1所示。
【教师引导】要用实验去完成我们的猜想，探究正比关系需要6个数据，反比也是6个，这样每桌总共需要测出12个数据，本堂课无论如何是来不及了，我们能不能组与组之间进行合作分工呢？
【实时安排】如图2是实验桌分布图，左两组为甲组，完成a与F成正比的探究，每桌控制相同的小车和大砝码数，小钩码可自由选择个数（所挂小钩码不要超过6个，以防系统误差过大）；右两组为乙组，完成a与M成反比的探究，每桌控制相同的小钩码个数，而小车上的大砝码数可自由选择。且要求每桌只需测定两个数据。
讲台 |
甲组 |
乙组 |
图2 |
【采集数据】从甲乙两组分别抽样采集6个数据，填入表格中。
【师生讨论】5、数据处理：a-F图像，a-1/M图像
图6 |
图5 |
图3 |
6、实验结论：M一定时，a∝F ！ F一定时，a∝1/M ！
【教师引导】大家已经知道了，原来就是这么简单的正反比关系，那么大家能设计更加简单快捷的探究实验，来找到这种关系吗？（可适当提示：比较法）
【演示实验】如图4所示为双层导轨演示仪，教师操作演示，步骤略。
【教师引导】大家能只利用桌上的仪器来大致模拟这个演示实验吗？请两个桌子相互合作，亲自体验这种简单的正反比关系。
【学生实验】两小组合并为一个实验组，如图6所示，将两长木板并放一起，用手按两根纸带的方法控制小车的开动和停止（学生会很有创意，想出很多控制方法），从明显的位移关系很快得出结论。此时的学生会很兴奋，原来关系真的这么简单！
【教师总结】回头看看我们的探究历程：观察生活→提出问题→作出假设→实验设计及操作→数据处理→得出结论→改进完善。当然，这些还不够，人们还做了大量的反复实验，采集到了更加精确的数据，终于得到了人们普遍承认接受的定律，请预习下一节内容。
六、教学后记：
从本堂课笔者的设计意图来说，并不想纯粹为了探究而探究或是为了噱头而创新，实是为了完成正常的课时安排并达到新课改要求而设计。除了解决了课堂时间不够的问题，也充分地调动了学生的积极性，授课时笔者确实感受到了与学生一起探究的乐趣。如果哪一个数据出现了问题，当场会在EXCEL图表中清晰地显现出来，不仅便于发现错误数据和分析错误原因，而且还督促了学生更加认真地实验，因为如果错了，自己就会在全班面前丢脸。另外，整堂课充满了合作因素，当直线画出来时，学生会很兴奋，因为那里面有自己的功劳，当时就能感受到与人合作的好处和快乐。
为了使实验数据更精确，一定要为各组准备规格一致的器材，比如长木板、小车等关键器材尽量选同一批次从同一厂家购进的，同时还要帮助各桌平衡好摩擦力，这样，可以尽可能地较小因为分组合作而带来的系统误差。另外，本实验的误差分析最好放在学完牛顿第二定律以后，这样系统误差的分析讲解会更加容易点。
“实验：探究加速度与力、质量的关系”教案
一、教材分析：
“实验：探究加速度与力、质量的关系”是人教版高中物理必修1第四章第2节探究型新授课，是学习牛顿第二定律的前奏，从新课改的编者意图来看，这应该是属于一节强调科学探究的学生实验课。但因为所需实验数据太多，很难在45分钟内完成探究任务，所以教师在处理时往往还是跟老教材一样，只在课堂上做一下演示实验就直接进入牛顿第二定律的教学了，这显然有违新课改的指导目标。所以，笔者特对本堂课的内容作了规划设计，既让学生在探究中体会到过程的趣味性和成功的幸福感，又能让教师顺利完成本堂课的教学任务。
二、创新之处：
1、学生实验时采用大合作与小合作相结合的方式。在采集实验数据时，可以采用多组大合作的形式，节省课堂时间，增强学生合作意识；在用比较法寻找正反比关系进行实验时，可以采用两组小合作的形式，让学生想办法亲自动手实验，弥补了演示实验的不足，培养了学生的创新能力。
2、教师授课时采用EXCEL等软件处理数据，辅以PPT等媒体技术，方便直观省时的同时，又能让学生意识到新技术在科学探究中的非凡功效。
三、教学环境：
物理实验室，两人一桌，多媒体（PPT、EXCEL、实物投影）
四、仪器准备：
教师演示用：双层导轨演示仪；学生分组实验用：附有定滑轮的长木板，小车及大砝码，小钩码，细绳，纸带及打点计时器，刻度尺，平衡摩擦力所需器材。（所有小组器材须统一规格，小车、大砝码和小钩码的质量可由教师提前测定并提供给学生）
五、教学简案：
【引入】上节课学习了牛顿第一定律，知道了力是改变物体运动状态的原因，即加速度与力应该存在着某种关系，下面请看生活中的常见运动。
【PPT】小孩、大人推车；不同汽车的启动
【学生总结】物体质量一定，受力越大，加速度就越大；物体受力一定，质量越大，加速度就越小。
【教师总结】1、观察生活：a与F、M存在定性关系
2、提出问题：a与F、M存在怎样的定量关系？
【学生猜想】3、作出假设：M一定时，a与F成正比；F一定时，a与M成反比
【学生讨论】如何用已经熟悉的仪器来设计实验进行探究？
【实物投影】展示学生所设计的方案，选取其中最可行的，并请学生讲解自己的实验步骤（因为学生都是基于教材去思考的，所以设计并不难）。
【教师总结】4、实验设计及操作：控制变量法，①M不变，改变F，测多组a； ②F不变，改变M，测多组a
【PPT】平衡摩擦力的原理及方法
【学生实验】组装实验仪器，并平衡好摩擦力。如图1所示。
【教师引导】要用实验去完成我们的猜想，探究正比关系需要6个数据，反比也是6个，这样每桌总共需要测出12个数据，本堂课无论如何是来不及了，我们能不能组与组之间进行合作分工呢？
【实时安排】如图2是实验桌分布图，左两组为甲组，完成a与F成正比的探究，每桌控制相同的小车和大砝码数，小钩码可自由选择个数（所挂小钩码不要超过6个，以防系统误差过大）；右两组为乙组，完成a与M成反比的探究，每桌控制相同的小钩码个数，而小车上的大砝码数可自由选择。且要求每桌只需测定两个数据。
讲台 |
甲组 |
乙组 |
图2 |
【采集数据】从甲乙两组分别抽样采集6个数据，填入表格中。
【师生讨论】5、数据处理：a-F图像，a-1/M图像
图6 |
图5 |
图3 |
6、实验结论：M一定时，a∝F ！ F一定时，a∝1/M ！
【教师引导】大家已经知道了，原来就是这么简单的正反比关系，那么大家能设计更加简单快捷的探究实验，来找到这种关系吗？（可适当提示：比较法）
【演示实验】如图4所示为双层导轨演示仪，教师操作演示，步骤略。
【教师引导】大家能只利用桌上的仪器来大致模拟这个演示实验吗？请两个桌子相互合作，亲自体验这种简单的正反比关系。
【学生实验】两小组合并为一个实验组，如图6所示，将两长木板并放一起，用手按两根纸带的方法控制小车的开动和停止（学生会很有创意，想出很多控制方法），从明显的位移关系很快得出结论。此时的学生会很兴奋，原来关系真的这么简单！
【教师总结】回头看看我们的探究历程：观察生活→提出问题→作出假设→实验设计及操作→数据处理→得出结论→改进完善。当然，这些还不够，人们还做了大量的反复实验，采集到了更加精确的数据，终于得到了人们普遍承认接受的定律，请预习下一节内容。
六、教学后记：
从本堂课笔者的设计意图来说，并不想纯粹为了探究而探究或是为了噱头而创新，实是为了完成正常的课时安排并达到新课改要求而设计。除了解决了课堂时间不够的问题，也充分地调动了学生的积极性，授课时笔者确实感受到了与学生一起探究的乐趣。如果哪一个数据出现了问题，当场会在EXCEL图表中清晰地显现出来，不仅便于发现错误数据和分析错误原因，而且还督促了学生更加认真地实验，因为如果错了，自己就会在全班面前丢脸。另外，整堂课充满了合作因素，当直线画出来时，学生会很兴奋，因为那里面有自己的功劳，当时就能感受到与人合作的好处和快乐。
为了使实验数据更精确，一定要为各组准备规格一致的器材，比如长木板、小车等关键器材尽量选同一批次从同一厂家购进的，同时还要帮助各桌平衡好摩擦力，这样，可以尽可能地较小因为分组合作而带来的系统误差。另外，本实验的误差分析最好放在学完牛顿第二定律以后，这样系统误差的分析讲解会更加容易点。
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