2019-2020年高中物理必修1《測物體運動加速度》word獲獎教案.doc

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本教學(xué)設(shè)計曾于2004年底榮獲廣東省新課程高中物理教學(xué)設(shè)計評比一等獎 2019-2020年高中物理必修1《測物體運動加速度》word獲獎教案 一、設(shè)計思想 新課程強調(diào)轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)；反對將學(xué)生處于被動的應(yīng)付、機械訓(xùn)練、死記硬背、簡單重復(fù)之中；新課程倡導(dǎo)讓物理貼近學(xué)生的生活、聯(lián)系社會實際。怎樣落實這些理念呢？在課堂上雖然教師已經(jīng)完成了加速度概念的教學(xué)，但是，學(xué)生對于這一概念的理解并不是可以一次性到位的，怎樣幫助對概念有更深入的理解和認識？對建立物理概念的過程和方法有更深刻的體會？基于這一想法，本人以加速度的相關(guān)知識為載體，引導(dǎo)學(xué)生用自己的眼光去發(fā)現(xiàn)周邊許多的運動物體都具有加速度，并小組合作設(shè)計實驗去測量這些加速度。經(jīng)過一個多月的實驗與實踐，學(xué)生在參與的過程中，理解了加速度的概念及相關(guān)規(guī)律，體會了物理學(xué)的研究方法。 二、課標(biāo)要求 1．經(jīng)歷勻變速直線運動的實驗研究過程，理解位移、速度和加速度，了解勻變速直線運動的規(guī)律，體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。（用打點計時器、頻閃照相或其他實驗方法研究勻變速直線運動） 2．通過物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過程，了解物理學(xué)的研究方法，認識物理實驗、物理模型和數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程的作用。 3．參與一些科學(xué)實踐活動，嘗試經(jīng)過思考發(fā)表自己的見解，嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題。 4．有參與科技活動的熱情，有將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐的意識，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題。 三、教學(xué)目標(biāo) 1．知識與技能 （1）學(xué)習(xí)選定生活中的運動物體作為研究對象，確定實驗原理，設(shè)計實驗方案，選擇合適的器材和科學(xué)合理的實驗步驟。 （2）熟悉并正確使用各自的實驗器材。 （3）通過學(xué)生自行設(shè)計實驗，操作實驗的過程，為高考創(chuàng)新實驗奠定基礎(chǔ)。 2．過程與方法 （1）經(jīng)歷對實驗原理的確定過程。 （2）經(jīng)歷測量加速度的實驗過程，經(jīng)歷修改實驗方案、解決實際問題的過程。 （3）經(jīng)歷完成實驗報告的過程。 （4）展示學(xué)生寫出的完整實驗報告，進行交流和評估。 3．情感態(tài)度和價值觀 （1）提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生事實求是的科學(xué)態(tài)度。 （2）實驗中的情景來源生活的各個方面，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，創(chuàng)新意識。 （3）養(yǎng)成交流和合作的良好習(xí)慣，發(fā)揚學(xué)生協(xié)作互助的精神。 教 師 指 導(dǎo) 提出問題 成立研究小組 第一組 第二組 第三組 第四組 …… 制定計劃 確定實驗方案 實施實驗方案 不成功，修改方案 完成實驗報告 成功 總結(jié)、交流 四、教學(xué)流程圖 五、教學(xué)過程簡述 當(dāng)在課堂上完成加速度概念的教學(xué)之后，布置任務(wù)：在業(yè)余時間觀察觀察身邊的運動物體，思考怎么測量其加速度大??？各同學(xué)自由組合，拿出實驗方案進行交流。隨著物理課程的不斷深入，涉及加速度的物理規(guī)律不斷出現(xiàn)，每一個規(guī)律的出現(xiàn)都可能成為測量加速度大小的方法，要求各個小組制定實驗計劃、確定各自研究對象、選定測量方法并實施測量，如果不成功，則分析原因?qū)ふ医鉀Q問題的方法，盡可能的直到解決問題。整個研究的過程在時間跨度上達到一個半月左右，在研究的后期，學(xué)生將各自的研究成果做成演示文稿課件，進行匯報交流。在學(xué)生的研究過程中，他們隨時得到教師的幫助和指導(dǎo)?？偨Y(jié)起來，學(xué)生測量加速度大小的方法無非兩種：運動學(xué)方法和動力學(xué)方法，但是學(xué)生選擇的情景卻各不相同。 六、感受與體會 1．實驗過程中體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。自行選定生活中物理情景，自主確定實驗原理，自己完成實驗，學(xué)生從理論到實踐理解掌握了運動學(xué)的兩個基本公式和牛頓第二定律。 2．實驗過程中體現(xiàn)了探究精神的培養(yǎng)。實驗的手段從用傳統(tǒng)的、自制的器材粗糙地測量物體的加速度，到用現(xiàn)代化的電腦、傳感器、數(shù)碼相機等測量物體加速度，鍛煉了同學(xué)們的實踐能力和動手能力。 3．實驗過程中體現(xiàn)了合作精神。各小組互相提出寶貴意見，優(yōu)化實驗方案，儀器上能做到互通有無。 4．教學(xué)效果是顯著的。實驗完成后，再過一個多月，對全班進行了一次針對性測驗，內(nèi)容是必修1關(guān)于運動學(xué)兩個基本公式和動力學(xué)牛頓第二定律?？荚嚨慕Y(jié)果是參與實驗小組的學(xué)生的成績平均分為89.9分,沒有參與實驗的學(xué)生的成績?yōu)?0.8分。事實證明實驗小組的學(xué)生很好地掌握了必修1課本的知識。 七、學(xué)生實驗成果展示 1．部分小組的研究方法 實驗 小組 實驗名稱 實驗原理 實驗器材 1 測汽車運動加速度 a=θ 汽車，自制量角器木板，頻閃照相機。 實驗 小組 實驗名稱 實驗原理 實驗器材 2 測水中運動小球加速度 測運動員跑步的加速度 改裝乒乓球兩個，水槽，量筒，米尺，秒表。 3 測勻變速物體的加速度 氣墊導(dǎo)軌，刻度尺。 4 測電梯的加速度 砝碼，秤。 5 測斜面上小車的加速度 ， 超聲波測物體的位置 ， 牛頓第二定律。 長木板 小車，光電門， 位置傳感器， 加速度傳感器。 2．附學(xué)生實驗報告 第一組：小汽車加速度測量 實驗成員：盧明曦、羅明皓、徐健威 、蘇楚騰 實驗?zāi)康模簻y量汽車在勻加速時的加速度 實驗原理：當(dāng)汽車開始加速時。車內(nèi)的物體也會有一個和汽車加速度大小、方向相同的加速度。而物體有加速度，說明物體受到合力不為零。從而可以通過測這個力，進而算出車的加速度。最后我們發(fā)現(xiàn)只要測出單擺的角度就可由公式a=g?tanθ 實驗步驟： 學(xué)生在自制量角器上懸掛重物，在汽車啟動階段測量擺角大小。 1．把木板豎直固定在車上，讓系著小球的細線與木板的豎直線重合。 2．啟動汽車，并讓汽車在固定檔位做勻加速直線運動。 3．仔細觀察小球的傾斜角度，并在小球長時間停留的位置做上記號,讀出θ。 4．通過表達式g tanθ ，算出加速度大小。 實驗器材：小球 細繩 自制帶量角器的木板 小汽車 實驗數(shù)據(jù)：由實驗的角度tan10=1.3 a=g tanθ=1.7m/s2 第二組：測汽車加速度 實驗成員：盧明曦　徐健威　羅明皓　蘇楚藤 實驗原理：若相鄰的、相等的時間內(nèi)T的位移分別為Ｓ1，Ｓ2，則a=(Ｓ2－Ｓ1)／T2。 實驗步驟： 1．?dāng)?shù)碼相機固定在一個位置，使鏡頭與汽車運行方向垂直。 2．用數(shù)碼相機對汽車連續(xù)拍攝3張照片，時間間隔T為0.8s。 3．用刻度尺測出第1個T內(nèi)汽車在照片里的位移Ｓ1，用刻度尺測出第2個T內(nèi)汽車在照片里的位移Ｓ2。 4．用刻度尺測出汽車的實際長度L和在照片里的長度L。 5．把數(shù)據(jù)代入a= (L/L) (Ｓ2－Ｓ1)／T2求得汽車加速度a。 實驗數(shù)據(jù)： 時間間隔 T／s 第1個T內(nèi)汽車 在照片里的位移 Ｓ1／cm 第2個T內(nèi)汽車在照片里的位移 Ｓ2／cm 汽車的 實際長度 L／m 汽車在照片里的長度 L／cm 汽車加速度 a／(m/s2) 0.8 10.7 11.7 3.66 16.7 0.34 將體重計搬到電梯中，根據(jù)其讀數(shù)計算電梯的加速度大小 第三組：測電梯的加速度 實驗成員：陳奕成、張榮春、郎宇飛、 實驗?zāi)康模簻y量電梯啟動時的加速度 實驗原理：牛頓第二定律 F合=N-mg=ma 實驗器材：秤、電梯、砝碼多個 實驗步驟： 1．將多個砝碼放入秤中，讀出砝碼的質(zhì)量m，得出G=mg， 2．當(dāng)電梯啟動加速時，砝碼處于超重狀態(tài)， 磅秤讀數(shù)增 加，且指針指在相對靜止位置，記下 此時磅秤的讀數(shù)N。 3．根據(jù)牛頓第二定律 a=(N-mg)/m 實驗記錄： 砝碼質(zhì)量（Kg） 砝碼重力（N） 磅秤讀數(shù) 砝碼所受彈力（N） F合(N) 加速度(m/s2) 1.5 14.7 1.62 15.88 1.18 0.784 1.2 11.76 1.30 12.74 0.98 0.817 1.1 10.78 1.20 11.76 0.98 0.890 最后取平均值得：a=0.83m/s2 第四組：測水中小球運動的加速度 實驗成員：孫以哲、龔江偉、吳筱斌 實驗?zāi)康模簻y水中小球運動的加速度. 實驗原理：a=2S/t2 實驗器材：改裝乒乓球（1個密度大于水，1個密度小于水）2個、水槽、量筒、尺子 實驗步驟： 1．測出水球運動不同位移h1.h2、h3； 2．分別測出不同位移小球下落時間t1、t2、t3； 3．利用2S/t2，求出物體在水中下落(上升)加速度平均值； 4．利用相同方法,可以測出小球上升的加速度。 實驗數(shù)據(jù)記錄: 物理量/次數(shù) 1 2 3 位移 17cm 1`4cm 10cm 下落時間t落 2s 1.7s 1.6s 上升時間t升 3s 3.2s 2.8s 加速度a 0.105m/s2 0.109m/s2 0.103m/s2 第五組：測跑步加速度 實驗成員：余小媚、楊晨、尹舒陽 實驗?zāi)康模簻y跑步加速度 實驗原理：a=2s/t2 實驗器材：秒表、米尺 實驗步驟： 1．用米尺在跑道上量取10m的路程。 2．讓運動員跑3次，記下3次10m運動的時間t1 ,t2 ,t3。 3．利用a=2s/t2計算出3次的加速度, a1 ,a2 ,a3。求出平均值。 實驗記錄：S=10m 姓名 t/s a/s/m2 a的平均值(m/s2) 余小媚 2.1 4.5 4.0 2.3 3.7 2.3 3.7 學(xué)生運用氣墊導(dǎo)軌測量滑塊的加速度 第六組： 實驗成員：吳駒、巫寶丹、尹巡宇、黎原 實驗?zāi)康模簩W(xué)習(xí)用氣墊導(dǎo)軌比較精確地測定物體勻變速直線運動的加速度。 實驗原理：測得物體在勻變速直線運動中通過兩點時的即時速度，再測得物體通過兩點的位移S，可用公式： 實驗器材：氣墊導(dǎo)軌（J2126型），刻度尺,光電門,數(shù)字采集器. 實驗步驟： 1．使氣墊導(dǎo)軌傾斜約1O以下，將兩光電門分別置于離導(dǎo)軌上下端20cm處，在滑行器上加擋光片，將計時器置于“計時2”檔和1ms檔。 2．將滑行器從導(dǎo)軌上端同一位置釋放，從計時器上讀出擋光片經(jīng)過第一光電門的時間Δt1 ，以及通過第一和第二光電門的時間Δt1+Δt2 ，測出擋光片的長度△L，求出通過兩個光電門的瞬時速度vo和vt以及加速度a 3．把下端的光電門向上移動數(shù)次，分別測出對應(yīng)的加速度。 4．實驗數(shù)據(jù)： 次數(shù) 物理量 1 2 3 光電門1Δt1 0．41s 0．41s 0．41s 光電門2Δt2 0．22s 0．21s 0．20s 初速度V0 0．098m/s 0．098m/s 0．098m/s 末速度vt 0．18m/s 0．19m/s 0．20m/s 兩光電門距離s 0．50m 0．60m 0．70m 加速度a 0．022m/s2 0．022m/s2 0．021m/s2 結(jié)論：多次測量滑塊的加速度,其平均值為0.022m/s2 第七組：測斜面上小車的加速度 實驗成員：鄭克鴻、黃一帆、劉芳中 實驗?zāi)康模簻y斜面上小車的加速度 實驗原理： 1．位置傳感器測量斜面小車的加速度． 2．加速度傳感器測量斜面小車的加速度． 實驗器材：位置傳感器、加速度傳感器、電腦、斜面長木板 實驗步驟： 1．固定斜面長木板，用手固定小車在斜面，調(diào)節(jié)位置傳感器，使其位置傳感器與小車相距大15cm。 2．松手，小車在斜面加速下滑，電腦記錄小車在1秒內(nèi)采集50個位置． 3．加速度傳感器與小車拴在一起,讓 車在斜面上自動下滑,電腦記錄小車1秒內(nèi)50個數(shù)據(jù). 4．經(jīng)電腦軟件處理，得到a-t的圖象。 分析和結(jié)論：a-t圖像 八、課例評析 該案例作為高一新課程優(yōu)秀課例，在2004年廣東省高中新課程物理教學(xué)設(shè)計大賽中榮獲一等獎。該教學(xué)設(shè)計充分體現(xiàn)了新課程對物理教學(xué)的要求，較好地實現(xiàn)了學(xué)習(xí)目標(biāo)中“知識和能力”、“過程和方法”、“情感態(tài)度和價值觀”三個維度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 加速度是高中物理的核心概念，學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)了這個概念以后，并不表示學(xué)生就已經(jīng)完全掌握和理解了，怎樣讓學(xué)生在繼續(xù)學(xué)習(xí)這個概念的過程中，感悟科學(xué)探究的方法，感受科學(xué)探究的樂趣，讓這種感悟與感受進入孩子們的心靈深處，王枝萍老師的這種操作方式為我們提供一個較好的范例。 本教學(xué)設(shè)計及教學(xué)實施將研究性學(xué)習(xí)作為一種學(xué)習(xí)方式有機地嵌入物理教學(xué)之中做出了有益的嘗試，也取得了較滿意的教學(xué)效果。教師在結(jié)束該課之后的一個多月，又做了一次對比檢測，檢測發(fā)現(xiàn)：凡是參加活動的學(xué)生群體比沒有參加活動的學(xué)生群體的平均分高出約20分，參加活動的這部分學(xué)生群體對加速度概念的理解，對相關(guān)規(guī)律的認識以及學(xué)生對物理課的興趣明顯不同?？梢姡竟?jié)課在轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式以后，學(xué)習(xí)效果是良好的。 本教學(xué)設(shè)計及教學(xué)實施較好地體現(xiàn)了新課程強調(diào)使物理貼近學(xué)生生活、聯(lián)系社會實際的課程理念。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下觀察身邊運動物體的速度變化，采用各種方法測量其加速度大小，學(xué)生在參與的過程中理解了加速度的概念及相關(guān)規(guī)律，掌握了一批實驗器材的使用，實驗技能得到了有效提高；學(xué)生在參與的過程中感悟物理實驗的方法，強化了他們的實踐意識；不同的學(xué)生從不同的實驗原理出發(fā)，選擇相應(yīng)的實驗器材，設(shè)計相應(yīng)的實驗方法，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，……學(xué)生的實驗?zāi)芰?、分析論證能力、創(chuàng)新能力、合作水平等等都得到了提升；學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了發(fā)展，求知欲得到了激發(fā)，在解決問題的過程中陶冶了情操，比較好地體現(xiàn)了三維課程目標(biāo)。