教学设计：探究加速度与力、质量的关系江苏省如皋中学程柱建226521HYPERLINK"mailto:strongczj@163.com"strongczj@163.com13057010039【设计思想】本节课是高中物理必修1第四章“牛顿运动定律”第二节的第一课时，第二课时将在第一课时的基础上安排学生实验。牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，本节课则从实验角度为后面研究牛顿第二定律做知识铺垫。教学设计采用了“基于问题解决的物理课堂教学模式”。笔者考虑高中阶段教学的实际要求，认为教学设计主要围绕教学的知识、能力目标展开，在参考了有影响的问题解决教学模式后，构建了适合高中物理课堂教学的模式，如图1所示。图1基于问题解决的课堂教学的模式笔者提出该模式的思想：教师要更新教育观念，实现教师角色和行为的转变，以问题为主线，坚持学生的主体地位,充分发挥教师的主导作用，使学生在创设的问题情境中，产生学习的需要，主动探究、亲身体验，并通过合作与交流，完成对知识的意义建构，培养思维能力，提升探究能力。【教学重点】1．如何提供并测量研究对象所受的力。2．如何测量研究对象的加速度。【教学难点】指导学生通过自主学习和小组合作学习，设计实验方案，并讨论可行性。【三维目标】知识与技能1．理解物体的加速度大小与力和质量有关。2．设计实验探究加速度与力和质量的定量关系。3．让学生了解DISLab的构成及实验的过程。过程与方法1．让学生猜想并会用控制变量法研究加速度与力和质量的定量关系。2．指导学生通过自主学习和小组合作学习，设计实验方案。3．通过演示实验验证学生的猜想，激发学生学习的兴趣。4．让学生初步体验科学探究的方法。情感态度与价值观1．通过问题解决教学培养学生的问题意识和问题能力。2．通过合作学习培养学生的合作与交流能力。【实验器材】DISLab（数字化信息系统实验室）力学轨道及附件（其中挡光片宽度0.020m，载重片（45g/片）4片、小车和挡光片（总质量125g）等）、计算机及软件、光电门传感器2个、钩码（10g/个）5个【教学过程】流程内容说明选择问题活动一：回顾知识，提出问题问题1：关于力和运动的关系，下列几种说法中正确的是（C）A．必须有力作用在物体上，物体才运动B．没有力的作用，物体就要逐渐停下来C．必须有力的作用，物体的速度才能改变D．要保持速度不变，必须有力的作用问题2：关于物体的惯性，下述说法中正确的是（C）A．运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大B．静止的火车起动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性问题3：物体运动状态改变的快慢用什么物理量来描述？学生：加速度问题4：物体运动状态改变快慢与物体的哪些因素有关？学生：物体的加速度大小与物体的受力和物体的质量有关。问题5：物体质量一定，作用力越大加速度越大吗？举日常生活中的例子说明你的观点。问题6：物体受力一定，质量大的物体加速度小吗？举日常生活中的例子说明你的观点。学生：当物体的质量一定时，作用力大，物体的加速度大。当物体的受力一定时，质量大的物体加速度小。通过问题1、2巩固上节课内容的同时，让学生感受到物体运动的改变与力和质量有关，然后让学生根据日常生活的例子，得到加速度与力和质量的定性关系。表征问题活动二：大胆猜想，设计实验猜想：加速度的大小与合外力、物体的质量应该有怎样的定性关系？学生：（1）加速度随合外力的增大而增大，即加速度可能与合外力成正比；（2）加速度随物体质量的增大而减小，即加速度可能与合外力成反比。问题7：用什么方法研究加速度与力、质量的关系？学生：控制变量法。m一定，a、F的关系；F一定，a、m或a、1/m的关系。问题8：有什么方法可以直观地验证你的猜想？学生：图象法。学生表征问题后首先猜想的应该是最简单的关系——正比关系。解决问题（提出假设）设计实验：实验目的：探究加速度与力、质量的关系实验的大体思路：1．实验准备：（1）研究对象是什么？如何测量研究对象的质量？对应的实验器材？（2）如何提供并测量研究对象所受的力？对应的实验器材？（3）如何测量研究对象的加速度？对应的实验器材？2.实验步骤：（1）m一定，探究a、F的关系。（2）F一定，探究a、m或a、1/m的关系。3.实验的注意事项：4.实验数据的记录与处理：活动三：小组交流，逻辑论证类别其他小组的实验设计思路可行性分析m的测量天平测量√F的测量1.重物的重力（小车和砝码的质量＜＜重物的质量）√2.平衡摩擦力√3.用气垫导轨√4.改变导轨的倾角