4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系-教学设计(1)（表格式）.docxVIP

2025年

实验：探究加速度与力、质量的关系

课题

课型

课时

使用者

实验：探究加速度与力、质量的关系

新授课

两课时

高一学生

课标分析

课标要求：要求学生通过完整科学探究过程，掌握相关物理量测量与控制方法，运用控制变量法和数学手段得出加速度与力、质量关系，培养科学探究能力与物理学科核心素养，包括物理观念构建、科学思维锻炼、科学探究实践以及科学态度与责任养成，且能将知识与生活科技相联系。

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一第四章运动和力的关系第二节的内容，是在学习了运动学和力学基础上进行的，是学习后面内容的前提条件。

在动力学中居核心地位，承上启下构建知识框架。内容由生活实例引入，详细介绍实验器材、原理、步骤，注重控制变量法，通过数据处理与图像分析得出牛顿第二定律，编排逻辑严谨、层次分明，符合认知规律。

学情分

析

学生有运动学和力学基础，但缺乏力与运动状态变化定量关系探究经验及综合运用知识能力。具备一定观察和逻辑思维能力，但科学探究、实验操作、数据处理分析能力有待提升。好奇心强、对实验有兴趣但易受干扰，个体差异需在教学中关注，可利用其兴趣采用多样教学法促进学习。

教学目标

物理观念

理解加速度与力、质量定性及定量关系；

掌握实验探究方法与器材使用；

（3）能处理数据得出结论。

实验探究

通过实验提升探究、动手、思维能力，体会控制变量与图像法；

（2）通过“探究加速度与力、质量的关系”的实验，培养团队协作与自主学习能力。

科学态度与责任

激发兴趣与热爱，培养科学态度、精神与品质，重视实验数据真实性。

科学思维

通过小组实验与展示交流活动，培养学生从实践中总结出理论，并对之进行质疑和改进的科学思维。

学习重难点

学习重点

实验设计实施

（2）控制变量法分析数据得出关系

学习难点

（1）在实验操作中，如何巧妙地平衡摩擦力，以有效减小实验误差；

（2）深入理解实验数据处理过程中图像法的应用原理与技巧，如准确绘制a-F和a-1/m图像，并能从图像中敏锐洞察物理规律、精准获取相关信息并进行合理外推与误差分析，这对学生的数学基础与物理思维能力提出了较高要求。

考点

1.实验原理设计，如控制变量法、器材作用与选择、步骤合理性。

2.数据处理分析，包括加速度计算、图像绘制与分析、关系推导及误差评估。

易错点

1.实验操作中，平衡摩擦力、导轨未固定、质量、力测量有误。

2.数据处理时，读数、图像绘制与理解出错。

教学准备

学具：带滑轮的导轨、光电门及数字计时器、配重小车、钩码若干、遮光片、刻度尺、细绳。

教具与媒体：学具一套、多媒体课件、插线板、刻度尺。

教学

流程

图

舰载机的起飞

舰载机的起飞

赛

引入课题

新课教学

定性实验探究

定量实验探究

质量相同时，小车受的力越大，产生的加速度越大

本节小结

课堂总结

作业安排

受力相同时，小车的质量越大，产生的加速度越小

学生猜想

自主探究

归纳总结

教学内容及教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

趣味活动引入

（课前暖场播视频）上课后，提问：已知舰载机的起飞速度为260km/h，如果你是设计师，要想提高舰载机的起飞效率，即在更短时间、距离内起飞，你会如何改进？

由此引出学生对于增大加速度的思考从而引出新课教学——探究加速度与力、质量的关系

观看视频，回答问题，为设疑：怎样增大加速度？

通过舰载机激发学生学习的兴趣，并引逐渐引入课题。

第一个学习点：定性分析

播放提前录制的视频

①相同小车不同动力

②相同动力质量不等小车

对比，并引导分析提出猜想。

观看视频，回答问题：

质量相同时，小车受的力越大，产生的加速度越大；

受力相同时，小车的质量越大，产生的加速度越小。

通过对比，引导学生提出猜想：

质量相同时，加速度与力成正比；

受力相同时，加速度与质量成反比。

第二个学习点：实验探究

1.提问：结合教材，如何设计实验？从以下几个问题思考：

（1）在什么样的运动过程中进行实验探究？怎样产生这样的运动？

教材实验图

实验中需要测量哪些物理量？分别怎样测量？

需要哪些实验器材？

积极思考，提出自己的想法。

1.通过教材实验图，知道我们要构建一个匀变速直线运动。

2.通过需要测量的物理量探究，知道我们测量的主要参数及实验器材。

3.学生讨论、再一次发散学生的思维，把学生的思维发散。

如何测力？

平衡摩擦力、转换研究对象

讨论、设计实验。展示交流结果。

通过平衡摩擦力、转换研究对象，以小车和钩码、细线组成的整体为研究对象。将研究问题可测量化。

通过提供的器材，梳理实验思路

学生聆听器材使用步骤及注意事项

让学生了解器材的使用，从而更准确的采集数据。

4.分小组讨论，得出操