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阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料一《普通高中物理课程标准(2017年版)》中与“实验:探究加速度与力、质量的关系”相关的内容标准为:“通过实验,探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。”材料二高中物理某教科书为“实验:探究加速度与力、质量的关系”设计了如下实验。
将小车置于水平木板上,通过滑轮与槽码相连。小车可以在槽码的牵引下运动(图4.2—1)。
加速度与力的关系:保持小车质量不变,通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等。测得不同拉力下小车运动的加速度,分析加速度与拉力的变化情况,找出二者之间的定量关系。
加速度与质量的关系:保持小车所受的拉力不变,通过在小车上增加重物改变小车的质量。测得不同质量的小车在这个拉力下运动的加速度,分析加速度与质量的变化情况,找出二者之间的定量关系。
材料三教学对象为高中一年级学生,已经学习了牛顿第一定律相关知识。
任务:
(1)简述牛顿第二定律的内容。(4分)
(2)根据上述材料,完成“实验:探究加速度与力、质量的关系”的学习内容的教学设计。
教学设计要求包括:教学目标、教学重点、教学过程(要求含有教师活动、学生活动、设计意图,可以采用表格式、叙述式等)。(24分)
(1)牛顿第二定律:物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
(2)教学设计如下:
实验:探究加速度与力、质量的关系
一、教学目标
1.知识与技能
学会通过实验探究物体加速度与力、质量的关系。
在实验中掌握打点计时器的使用方法。
对实验结果进行归纳分析。
2.过程与方法
根据所学知识及日常经验初步分析a、F、m三个物理量间的关系(定性分析)。
采用控制变量的方法,通过实验对a、F、m三个物理量间的数量关系进行定量研究。
运用列表法及图像法处理数据;根据实验数据,归纳、推理实验结论(定量分析)。
3.情感态度与价值观
通过实验探究,学生产生求知欲,学会与他人合作、交流,具有团队意识和团队精神。
二、教学重难点
1.教学重点
如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
2.教学难点
对平衡摩擦力的理解,对用实验中需要小车质量远大于物体质量的理解。
三、教学过程
环节一:导入新课
教师带领学生回顾牛顿第一定律,分析物体不受力时,物体的运动情况,再提出问题:当物体所受合外力不为零时,物体会怎样运动根据这一提问导入本节课课题。
【设计意图】温故知新,设置疑问导入新课。
环节二:新课讲授
1.提出问题
教师根据导入,回顾加速度的概念,提出问题:物体加速度的大小与什么因素有关
2.猜想假设
教师引导学生根据生活经验分析实例:
①小汽车加速到100km/h需要十几秒,而大货车却要慢得多。
②赛车与小汽车质量相差不大,但赛车因为有更强大发动机,所以赛车能在5s左右就能加速到100km/h。
通过分析这两个例子得出猜想:
猜想一:加速度与质量有关,质量越大,加速度越小。
猜想二:加速度与物体受力有关,所受合外力越大。加速度越大。
3.设计实验,制订计划
学生根据猜想,讨论应该如何设计实验才能证实自己的猜想,教师通过问题引导学生设计实验方案。
(1)如何确定加速度与力的关系
①基本思路:保持物体质量不变,测量物体在不同力作用下的加速度,再分析加速度与力的关系。
②数据分析:以加速度a为纵坐标,以力F为横坐标建立坐标系,描点绘图,进行分析。
(2)如何确定加速度与质量的关系
①基本思路:保持物体受力不变,测量不同质量在该力作用下的加速度,分析加速度与质量关系。
②数据分析:可以从简单的先入手,以加速度a为纵坐标,质量为横坐标,描点绘图,观察是否为过原点直线。
(3)如何测量(或比较)物体的加速度
①如果物体做初速度为0的直线运动,可用刻度尺测位移,用秒表测时间,由公式a=求出加速度。
②可以利用打点计时器测量加速度。
(4)怎样测量物体所受恒力
恒力F可以代表物体所受的合力,所以可以利用放在平面上的小车受到的拉力当作合外力,因为存在摩擦力,所以要倾斜平面平衡摩擦力。
根据引导完成以上问题,确定实验方案。
【设计意图】通过猜想提问等,学生具有主体意识、探究意识。
教师安排学生根据确定的实验方案进行实验并巡回指导。
学生完成实验收集数据。
师生共同讨论实验数据,回答上述问题并总结。
【设计意图】帮助学生增强动手能力,加深对知识的理解。
环节三:巩固提高分析:实验中我们是用所挂槽码质量代替小车所受拉力,这样会引起怎样的误差应该如何减小这种误差
【设计意图】帮助学生整理实验思路,巩固课堂知识。
环节四:小结作业(略)
【设计意图】加强学生对课堂内容的掌握和理解。
四、板书设计(略)
有“泥土诗人”之称的诗人是()。
将下列各项按所表示年龄大小顺序排列,正确的顺序应是( )。
①不惑②垂髫③花甲④加冠⑤而立⑥古稀⑦半百
1931年,一位给人们带来光明的科学家重病的消息牵动着世界人民的心,几十名记者为他守夜。每隔一个小时就对外发布一次消息:“灯”还亮着。这位科学家是( )。
明朝初年强化君主专制的措施是()。
钱穆在评论中国古代某制度时说,它“可以培植全国人民对政治之兴味……可以团结全国各地域于一个中央之统治”,这一制度是()。
乐器“缶”的制作材料属于( )。
莫扎特在歌剧《费加罗的婚礼》中塑造了第三等人物()的形象。
《数九寒天下大雪》是下列哪部歌剧中的歌曲?()
民族管弦乐曲《春江花月夜》的原名是()。
知识是个体通过与环境相互作用后获得的( )。