课题 教学 目标 核心 素养 教 备课时间：2021 年 12 月 6 日 牛顿第一定律 （1）经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程，能够依据实验的要求进行实验设计 学会选择合理地实验方案进行实验探究。 （2）经历用图像处理数据的过程，从图像中发现物理规律，培养学生收集信息，获取证 据的能力 （3）经历实验操作和测量的过程，知道如何平衡摩擦力、减小系统误差等操作方法。 教师引领 学生活动 学 过 程 设 计 这里提到了运动状态的改变，通过前面的学习，我们知道，速 度是描述物体运动状态的物理量，而加速度是描述速度变化快慢的 物理量，因此加速度就是描述物体运动状态变化快慢的物理量。 Q1:那同学们，根据牛顿第一定律的内容，大家觉得物体运动 的加速度可能与什么因素有关呢？ 生：牛顿第一定律的内容：物体总保持静止或匀速运动的状态， 说明物体具有惯性。质量越大，物体惯性越大，物体运动状态不容 易改变。 除非有力迫使他改变这种状态，力是物体运动状态改变的原因。 所以加速度可能与 F，m 有关。 Q2：同学们，结合生活经验，你觉得 a 和 F、m 之间可能存 在什么样的关系呢？ 生：。。。 Q2：很好，我们可以大胆地猜想，但是需要小心地去论证。 那要探究 a 和两个变量的关系，我们应该怎么办？ 生：控制变量法。 Q3：那同学们能否设计实验来探究加速度 a 与 F、m 之间的 关系呢？比如我们首先探究在 m 不变的情况下 a 和 F 的关系。 （1）为了完成好这个实验，我们需要创设一个加速运动的情 景。在这个情景中我们如何有效地测量物体运动的加速度？ （2）如果可以，请对你设计的物体进行受力分析，你如何更 好地测量物体所受的力？ （3）为了更加准确地测量 a 和 F 的关系，如何实现多次测量？ 你打算如何处理数据？ 学生在草稿纸上设计，然后交流讨论，老师可以请学生上台 交流实验方案。 二、实验方案设计 请 XX 同学上台介绍一下自己的实验方案（ 2min 独立思考 +3min 交流讨论）：学生画出实验示意图，并介绍实验方案。 非常好，我们掌声感谢这位同学的介绍。还有没有其他不同的 方案？ 我们不妨在这位同学实验基础上进行优化，看看怎么做得更好？ （1）我们首先来思考第一个问题，我们需要创设一个加速运 动的情景。在这个情景中我们如何有效地测量物体运动的加速度？ 生：利用打点计时器进行实验，根据纸带上打出的点可测量加 速度。 Q1：我们通过前面运动学公式的学习， 大家还有没有其他的 办法测量物体的加速度呢？我们不妨集思广益一下？ 1 x=v 0 t+ at2 2 师：我们可以让物体由静止开始加运动，我们只需要测量 x 和 t，就可以算出物体运动的加速度。 Q2：如果可以，请对你设计的物体进行受力分析，你如何更 好地测量物体所受的力？ （1）显然，这个摩擦力不好测量。同学们，既然这个力不好 测量我们能不能想办法尽量减小摩擦力的大小、或者抵消摩擦力的 影响？ 生：气垫导轨； 师：如果没有气垫导轨，可不可以想办法抵消摩擦力的影响呢？ （2）如何测量这个拉力的大小？ 生：可以用砝码的重力近似替代小车所受的拉力作用。 师：这里需要给同学们做一个说明，只有在 m 远小于 M 时， 我们才能将砝码的重力近似替代小车所受的拉力作用。（这里直 接给结论，后面再来证明） 现在同学们应该对这样一个实验装置有了比较清楚的认识，那 我们一起来思考一下，应该如何完成这个实验呢？ 实验步骤： 1.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时 器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。 2.控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连（钩码质量远 小于小车质量），打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。 3.改变钩码质量，多测几组据。 那在第一个实验的基础上，我们如何有效地完成在 F 不变的情 况下，探究 a 和 m 的关系呢？ 其实 a 的测量方法是一样的，关键就是如何改变小车的质量？ 实验步骤： 教 学 过 程 设 计 1.用天平测出小车的质量。 2.安装好实验装置，在小车上装好纸带，纸带另一端穿过计时 器限位孔，调整木板倾斜程度，平衡摩擦力。 3.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。 教学 反思