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1、验证牛顿第二定律探究式教学（DIS）一.教学目标1 .知识与技能（1）知道DIS的含义、构成和使用方法。（3）学会组装DIS,用DIS获取实验数据、处理数据和得出实验图像。（4）进一步理解匀速直线运动物体的a-F、a-1/m图像的物理意义。2 .过程与方法（1）通过对DIS实验数据的采集、列表、作图、拟合和转换等环节的处理过程，感受研究 物理规律的科学方法和基本过程。（2）通过对传统仪器与DIS测量物理量过程的类比研究，认识物理实验的一般过程和方法。（3）通过应用DIS对牛顿第二定律实验研究，感受图像法是分析和研究物理问题的有效方 法之一。3 .情感、态度与价值观（1）通过对传统实验仪器与DI
2、S传感器测量物理量过程的对比，体验数字化、信息化技术 带来的革命性的变化，提高学习兴趣和探究欲望。（2）通过应用DIS对物体运动情况的实验研究，感悟物质运动的多样性与复杂性，建立团 结协作的意识，养成实事求是的科学态度。二、教学重点和难点重点：熟悉DIS的构成和使用方法。难点：用DIS测量匀速直线运动物体的速度和加速度.三、教学资源1、学生实验器材：米尺，三角尺（或直尺），皮尺（或卷尺），计算器；DIS （位移传感器， 数据采集器、计算机等）及配套的力学轨道，小车，沙桶，祛码。2、演示实验器材：DIS （位移传感器，数据采集器、计算机等）及配套力学轨道，小车。3、自制课件。四、教学设计思路本设
3、计的内容包括三个方面：一是数字化信息系统（DIS）的介绍；二是练习使用DIS；三是 用DIS测量运动物体的速度和加速度。本设计的基本思路是：以生活实际和实验为基础，通过为传统实验仪器和DIS传感器测量物 理量的比较，使学生对DIS的构成、使用方法有感性认识和实践体验；在此基础上利用DIS 位移传感器进一步探究匀速直线运动物体的a-F, a-Vm图象的物理意义，并验证牛顿第二 定律。本设计要突出的重点是：熟悉DIS的构成和使用方法，并介绍DIS的含义、构成和实验框图； 然后通过“练习使用DIS”分组实验，使学生熟悉DIS的构成和使用方法，并通过“大家谈” 形式进行类比，得出物理测量的三个组成部分
4、。本设计要突破的难点是：用DIS测量匀加速直线运动物体的速度和加速度。方法是：以作匀 加速直线运动的物体为例，运用DIS的数据采集、列表、作图、拟合功能，实时得出运动物 体的a-F、a-1/m图象，并从验证牛顿第二定律。本设计重视物理量测量的基本过程，重视培养学生的实验技能，提高学生的实验素养。完成本设计的教学任务需2课时。六、教学案例（一）创设情景，提出问题学生分组实验利用传统方法通过纸带求速度和加速度。设问：用传统双IJ量工具测量物理量的体会是什么？小结：用刻度尺测量距离靠人眼观察、手工记录，操作耗时费力，测量精度较低，效率不高, 实时测量有一定的困难。中学物理课程中引入了数字化信息系统（
5、简称DIS）,给物理量的测量带来了革命性的变化, 下面简单介绍如何用现代技术手段做物理实验。（-）引入DIS,介绍概况1、DIS：是Digital Information System的缩写，意为数字化信息系统。利用现代信息技术进 行实验研究，我们称做DIS实验。2、DIS：是Digital Information System Laboratory的缩写，意为数字化信息系统实验室，是由 “传感器+数据采集器+计算机（装有实验软件包）”构成的新型实验系统。3、DIS的构成、系统框图和传感器使用方法。（三）实验探究，操作应用应用示例1：练习使用DISI 实验目的：熟悉DIS的使用方法I 实验器材
6、：DIS （位移传感器、数据采集器、计算机等）、刻度尺、及配套的力学轨道, 小车，沙桶，天平，祛码。I 实验装置：如图I实验步骤：（供参考）在传统实验基础上（实验装置如图具体操作方法步骤是：（1）用天平秤出滑块质量M （0.2245kg）及盛满沙的沙桶质量m。（2）调整气垫导轨水平，取出两组计时探头（光电门），用螺丝固定在气垫导筑的交叉上 （s=0.5m）,同时分别接入主控机的第一、第二路输入端口。（3）在滑块上安装“U”型挡光片（如图二），挡光片两前沿端间距Lo=0.03m,并将沙桶与 滑块连接。（4）启动气垫导轨的气源，检测并调整光电门安装的高度，并使滑块顺利通过光电门的空 隙。（5）点击
7、“开始计时”按钮启动系统计时，自动记录滑块两前沿通过第一、第二组光电门的时间差匕、t2 （毫秒为单位）,a=vt2-vo2/2sa= （1000 X 0.0Vt2）2- （1000 X 0.03/ti）2/2X 0.5=900 （l/t22-l/ti2）（6）逐渐减少沙桶沙的质量并手动记录，使其对滑块施加的拉力（9.8m0）逐次减少，Ma=0.2245X900 （l/t22-l/ti2）（7）点击”数据记录”按钮记录各组测量数据，并设置好Lo与S为变量一与变量二。（8）利用“数据分析”设置表达式一 Ma与表达式二9.8m。（9）在滑块上放置不同质量m的磋码，保证其他条件不变，用上述方法得到滑块质量发生 变化时，对应的不同加速度。（10）关闭气源，点击“结束计时”按钮，结束微机计时工作状态。（11）点击“数据记录”按钮，记录个注册测量数据，设置表达式一为m。（12）按“数据分析”功能键，设置表达式一 900（Vt22-Vti2）与表达式二（224.5+m）, 得图三。并进行图像分析得图四。（13）修改表达式二，取其倒数，得图五。（14）再用直线拟和功能进行分析，得出图像结果，得图六。(15) 得规律 a=F、al/mo（五）小结归纳，理清思路让学生谈谈本节课的收获（包括知识性的、能力性的、兴趣等方面）。