4.2 探究加速度与力、质量的关系 课时教案（表格式）2025--2026年教科版高中物理必修第一册

4.2《探究加速度与力、质量的关系》课时教案 学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时 教材 教科版高中物理必修第一册 授课类型 实验探究课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于教科版高中物理必修第一册第四章第二节，是牛顿运动定律学习过程中的关键过渡环节。教材通过引导学生设计并实施实验，探究加速度与作用力、物体质量之间的定量关系，为后续建立牛顿第二定律奠定坚实的实验基础。内容结构由生活实例引入问题，提出科学猜想，再通过控制变量法设计实验方案，利用打点计时器或数字传感器测量加速度，最终归纳出a与F成正比、a与m成反比的规律。教材注重科学探究全过程的呈现，强调证据意识和数据分析能力的培养，体现了“从现象到本质”的物理思维路径。 学情分析 高一学生已掌握位移、速度、加速度等基本概念，并初步了解力的作用效果，具备一定的实验操作经验。但对“加速度”这一抽象矢量仍缺乏直观感受，难以将其与日常感知的速度变化相区分。同时，学生在设计多变量实验时容易忽视控制变量法的应用逻辑，在数据处理方面也常停留在定性描述层面。此外，部分学生动手能力较弱，面对复杂实验装置易产生畏难情绪。为此，教学中需通过真实情境激发兴趣，借助可视化手段增强感知，采用小组合作降低操作门槛，并通过任务驱动提升数据分析的规范性与科学性。 课时教学目标 物理观念 1. 理解加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，明确其与合外力和质量之间的内在联系。 2. 初步建立牛顿第二定律的物理图景，能用a∝F/m解释简单力学现象。 科学思维 1. 经历“提出假设—设计实验—收集数据—分析结论”的完整探究过程，发展归纳推理与模型建构能力。 2. 掌握控制变量法在多因素问题研究中的应用策略，能够识别实验中的自变量、因变量与控制变量。 科学探究 1. 能独立组装实验装置，合理选择测量工具（如打点计时器、力传感器、光电门等），准确获取加速度数据。 2. 学会使用图像法处理实验数据，绘制a-F、a-1/m图像，判断物理量间的函数关系。 科学态度与责任 1. 在实验过程中保持严谨求实的态度，尊重实验数据，敢于质疑异常结果并尝试分析原因。 2. 在小组协作中主动承担任务，乐于分享发现，体会合作探究的价值与乐趣。 教学重点、难点 重点 1. 通过实验探究得出加速度与力、质量的定量关系。 2. 掌握控制变量法的设计思想及其实验操作要点。 难点 1. 准确测量物体的加速度，尤其是如何减小摩擦力带来的系统误差。 2. 对实验数据进行合理分析，特别是利用图像法揭示a与F、a与1/m的线性关系。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法 教具准备 轨道小车实验装置、打点计时器、纸带、砝码组、细绳、滑轮、天平、刻度尺、计算机与数据采集系统 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入，引发思考 【5分钟】 一、创设真实情境，激发探究欲望。 （一）、播放视频：生活中加速现象对比。 教师播放两段短视频：第一段是满载货物的重型卡车缓慢起步；第二段是空载的小轿车迅速提速。随后展示航天发射场景———巨大的推力使火箭克服地球引力缓缓升空，而子弹却能在瞬间获得极高速度。 提问引导：“同样是‘从静止开始运动’，为什么不同物体的‘启动快慢’差异如此之大？是什么因素影响了它们速度变化的快慢？” 鼓励学生结合生活经验自由发言，预设回答可能包括“车子重”“发动机力气大”“子弹轻”等关键词。 进一步追问：“我们已经知道加速度是用来描述速度变化快慢的物理量。那么，加速度到底与哪些因素有关？能否通过实验来验证我们的猜想？” 顺势引出课题：“今天我们就化身小小科学家，亲手设计实验，去揭开‘加速度背后的秘密’。” （二）、回顾已有知识，明确探究方向。 教师板书三个核心物理量：加 ... ...