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1．情景引入

由牛頓第一定律知道：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，請問：運(yùn)動狀態(tài)的改變指什么物理量的改變？(生：速度)由運(yùn)動學(xué)我們知道速度改變會產(chǎn)生加速度，那么影響加速度的因素有哪些呢？

讓學(xué)生總結(jié)影響加速度的因素是：外力F、物體的質(zhì)量m。

加速度與F、m間到底有什么關(guān)系？(這兒可以先讓學(xué)生猜想一下，提高學(xué)生的興趣，然后再做實(shí)驗(yàn))下面我們用實(shí)驗(yàn)來研究它們間的關(guān)系。

學(xué)生開始滑板車實(shí)驗(yàn)：

(1)事先將DIS實(shí)驗(yàn)中的力傳感器拿在手上，讓同學(xué)甲第一次用較小的力推墻壁，電腦屏幕上顯示力的數(shù)值，甲同學(xué)滑出一定距離s₁；第二次用較大力推墻壁，甲同學(xué)滑出一定距離s₂，s₂≠s₁。

(2)讓甲、乙兩個質(zhì)量不等的同學(xué)分別站在同一型號的滑板車(保證車與地面間的動摩擦因素相同)上互推，他們受到的推力等大，看它們分別滑出的距離s₁和s₂，s₂≠s₁。

通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識到：加速度與物體所受的外力和物體的質(zhì)量都有關(guān)，而且加速度只與力和質(zhì)量兩個因素有關(guān)。

3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)　 本設(shè)計(jì)采用情景--活動--問題--歸納--應(yīng)用的模式組織教學(xué)，整個教學(xué)過程可分為三個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)：

第一環(huán)節(jié)，通過情景和學(xué)生參與的演示實(shí)驗(yàn)，定性得到影響加速度大小的因素。

第二環(huán)節(jié)，通過DIS實(shí)驗(yàn)，定量得到a與m、F之間的關(guān)系，并通過歸納總結(jié)，得出牛頓第二定律。

第三環(huán)節(jié)，通過簡單的實(shí)例，鞏固所學(xué)知識。

2．流程圖說明

情景　 滑板車，設(shè)問1

活動Ⅰ　 滑板實(shí)驗(yàn)1

一個同學(xué)站在車上，用不同的力推墻壁(力的大小通過DIS力傳感器讀出)，看滑板車(連同學(xué)生)受不同大小的外力作用時滑出距離間關(guān)系。

活動Ⅱ　 滑板實(shí)驗(yàn)2

二個質(zhì)量不同的同學(xué)分別站在兩個滑板車上互推，看滑板車(連同學(xué)生)受同樣大小的外力作用時滑出距離間關(guān)系。通過學(xué)生觀察滑板車實(shí)驗(yàn)分析加速度與力及質(zhì)量間定性關(guān)系。

說明：滑板車實(shí)驗(yàn)中人受到墻壁的作用力實(shí)際上在人離開墻壁時就不再作用在人身上了，所以此實(shí)驗(yàn)中滑板車后來的運(yùn)動實(shí)際上是靠慣性前進(jìn)的。墻對人的力越大，在△t時間(人與墻壁接觸的時間)內(nèi)車產(chǎn)生的加速度也越大，得到的速度也就越大，所以車就滑的越遠(yuǎn)，所以此實(shí)驗(yàn)不是直接的、持續(xù)的力作用在車上(因很難找到持續(xù)作用的力的情景，因此只能用瞬間力來代替)，用的是替代法。這樣可為下面的學(xué)生實(shí)驗(yàn)用小桶及內(nèi)部的物體的重力替代小車的拉力作鋪墊。

活動Ⅲ　 學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)1

DIS實(shí)驗(yàn)，控制變量物體質(zhì)量m一定，定量研究加速度a與力F間關(guān)系。

活動Ⅳ　 學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)2

DIS實(shí)驗(yàn)，控制變量力F一定，定量研究加速度a與物體質(zhì)量m間關(guān)系。

然后應(yīng)用DIS對探究實(shí)驗(yàn)1、2所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像處理，再通過對圖像的分析、歸納，總結(jié)出牛頓第二定律。

說明：若是用DIS實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)的，可先不講平衡阻力，介紹完器材后讓學(xué)生直接控制變量開始實(shí)驗(yàn)，得出圖像后再引導(dǎo)學(xué)生分析圖像的斜率、截距、圖線的彎曲問題等，這樣處理對學(xué)生分析問題能力的提高很有益。

若是用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)器材，要先引導(dǎo)學(xué)生分析如何處理阻力問題？如何判斷阻力已被平衡？是不是每改變一次F或m，都要重新平衡阻力？

活動Ⅴ　 簡單應(yīng)用

通過簡單的實(shí)例，鞏固所學(xué)知識。

1、教學(xué)流程圖

本設(shè)計(jì)包括加速度與力的關(guān)系、加速度與質(zhì)量的關(guān)系、力的單位“牛頓”的定義三部分內(nèi)容。

本設(shè)計(jì)的基本思路是：從滑板車實(shí)驗(yàn)入手，在引導(dǎo)學(xué)生定性歸納出加速度與作用力、質(zhì)量有關(guān)的基礎(chǔ)上，以“小車”為研究對象，通過DIS實(shí)驗(yàn)探究三者間定量關(guān)系，在規(guī)定了力的單位后，再引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出牛頓第二定律的一般表達(dá)式。

本設(shè)計(jì)要突破的重點(diǎn)是：加速度與作用力、質(zhì)量三者間定量關(guān)系。方法是：通過DIS實(shí)驗(yàn)，采用“控制變量”法，分別研究加速度與作用力、加速度與質(zhì)量間關(guān)系，應(yīng)用物理圖像對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析討論。

本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：如何應(yīng)用DIS進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。方法是：在通過實(shí)驗(yàn)，了解加速度與作用力、質(zhì)量之間定性關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過對DIS實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵步驟的討論來突破難點(diǎn)。DIS實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟包括：以“小車”為研究對象，有哪些“變量”、如何控制“變量”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以及如何通過對物理圖像的分析研究得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論等。

本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)問題討論、DIS實(shí)驗(yàn)研究、教師指導(dǎo)等多種教學(xué)策略的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)通過學(xué)生主動參與，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、比較判斷、歸納概括的能力，使學(xué)生學(xué)會運(yùn)用電腦分析和處理數(shù)據(jù)，掌握用物理圖像研究物理問題的一些基本思路和方法，使之感受“實(shí)驗(yàn)探究”、“歸納總結(jié)”等科學(xué)方法，提高探究學(xué)習(xí)的興趣。

完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時。

2、信息化平臺：多人一機(jī)的網(wǎng)絡(luò)教室、文件管理展示平臺。

說明：

① 若有其它情景，實(shí)驗(yàn)器材可根據(jù)需要增減。

② 也可利用一些教學(xué)圖片或生動的事例來說明加速度與力、質(zhì)量間的關(guān)系。如：“神舟六號”發(fā)射過程需要很大的推力、為什么蘋果熟了落向地球，而不是地球落向蘋果？等等。

1、物理實(shí)驗(yàn)：

(1) 演示實(shí)驗(yàn)：定性研究加速度與力、質(zhì)量間關(guān)系：滑板車(兩只)、DIS實(shí)驗(yàn)器材(包括：力傳感器、電腦、數(shù)據(jù)采集器等)。

(2) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：定量研究加速度與力、質(zhì)量間關(guān)系：小車、長木板、小桶、砝碼、細(xì)線、DIS實(shí)驗(yàn)器材(包括：運(yùn)動傳感器、電腦、數(shù)據(jù)采集器等)。

重點(diǎn)：探究并理解牛頓第二定律。

難點(diǎn)：如何應(yīng)用DIS進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

3．情感、態(tài)度與價值觀

(1) 在探究力、質(zhì)量、加速度三者關(guān)系的過程中，樹立認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，實(shí)事求是的道德品質(zhì)，嚴(yán)謹(jǐn)、有序的思維習(xí)慣。

(2) 通過DIS實(shí)驗(yàn)操作過程，養(yǎng)成合作意識和樂觀向上的品質(zhì)。

2．過程與方法

(1) 通過DIS實(shí)驗(yàn)對F、m、a三個物理量進(jìn)行研究，感受實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的基本過程，體會控制變量的研究方法。

(2) 在對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程中，感受用圖像研究物理問題的科學(xué)方法，認(rèn)識由實(shí)驗(yàn)歸納到總結(jié)物理規(guī)律是研究物理學(xué)的基本方法。