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1、4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系宁乡五中 欧阳舟教学目标一、知识与技能1.理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。3.培养学生动手操作能力。二、过程与方法1.使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。2.指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论。3.帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。三、情感、态度与价值观1.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。2.使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。3.培养学生的合作意识，相互学习，交流，共同提高的
2、学习态度。教学重点、难点教学重点1. 怎样测量物体的加速度。2. 怎样提供和测量物体所受的力。教学难点指导学生选器材、设计方案、进行实验、作出图象、得出结论。教法方法1.提出问题，导入探究原理自主选器材、设定方案、进行操作、总结归纳进行交流。2.对学生操作过程细节进行指导，对学生实验过程的疑难问题进行解答。教学准备多媒体、小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。教学过程一、导入新课教师课件展示： 如图4-2-1。图4-2-1教师引导探讨：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？力大小相同，作用在不同质量物体上，物体加速度有什么不同？
3、物体运动状态改变快慢取决于哪些因素？定性关系如何？学生回答：第一种情况，受力大的产生的加速度大:第二种情况，质量大的产生的加速度小。教师引导：请同学们再思考生活中类似实例并加以体会。教师总结：加速度大小既与力有关，也与质量有关。二、进行新课实验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。1. 物体加速度与它受力的定量关系探究教师引导探究：现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系（用控制变量法）。保持物体的质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，探究加速度与力的定量关系。请同学据上述事例，猜测一下它们最简单的关系。学生可能回答：加速度与力可能成正比。教
4、师提出问题：如何测量加速度a？需什么器材？请同学设计方案。学生回忆回答：第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律，可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下做匀加速运动，利用打出纸带求加速度。教师引导探究：现实中，除了在真空中抛体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎不存在，但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相同的合力作用效果相同，因此实验中力F的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合力？如何测？请同学们想办法。可利用前边测加速度的器材，在钩码质量远小于小车质量条件下，钩码重力大小等于对小车拉力（至于为什么以后再讨论），但必须设法使木板光滑，或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计
5、。这样小车受的合力就等于钩码重力。教师对学生设计方案的可行性进行评估，筛选出最佳方案进行实验。组织学生活动：学生思考，设计可行方案测量，也可借鉴教师提供案例进行设计。教师引导探究：指导学生分组实验，把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。组织学生活动：学生设计实验步骤，进行分组实验，取得数据。教师提出问题：如何直观判断加速度a与F的数量关系？指导学生以a为纵坐标，以F为横坐标建立坐标系，利用图象找规律。利用实物投影展示某同学作的图象，让大家评价。组织学生活动：学生在事先发给的坐标纸上描点，画图象，看图象是否是过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。分析研究表格中数据，得出结论。2. 物体
6、的加速度与其质量的定量关系探究教师引导探究：保持物体所受力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与质量关系，请同学们用最简单的关系猜测一下二者是什么关系？教师解释：若a与m成反比，其实是a与1/m成正比，al/m的图象应是什么？学生猜测回答：加速度与质量可能成反比。应该是过原点直线。教师活动：提出问题：保持钩码质量一定，即拉力大小一定，如何改变小车质量？安排实验并将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中，建立a1/m坐标系并作出图象。学生活动：可能回答在小车上加砝码。自行设计实验步骤，进行分组实验，测出不同质量时的加速度。实验数据的记录处理：设计一个表格，把同一物体在不同的
7、力的作用下的加速度填在表中。为了更直观地判断加速度a与合力F的数量关系，我们以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比，如果不是这样，则需要进一步分析。 实验数据实验次数加速度a合外力F第一次第二次第三次数据处理：在坐标纸上描点，作al/m图象，据al/m图象是否是过原点直线就能判断加速度是否与质量成反比。注意课堂处理：由于学生刚开始从事探究实验，缺乏经验，需要教师指导，比如设计方案、利用图象处理数据，学生一无经历，二不习惯，所以宜采用定向探究，逐步使学生走向自由探究。3.对实验可靠性进行评估教师总结：如果同学们猜想是正确的，那么根据
8、实验数据，以a为纵坐标，以F为横坐标，或以a为纵坐标，1/m为横坐标，作出的图象都应该是过原点的直线，但实际描的点并不严格在某直线上，也不一定过原点。若真是aF，al/m得需多次实验才能证实。学生讨论结果，看书讨论相关问题。三、课堂小结1.改变拉力的方法，用图象表示出来。2.改变小车质量的方法，用图象表示出来。3.得出的结论与验证方法。四、板书设计实验：探究加速度与力、质量的关系1.物体加速度与它受力的定量关系探究： a与F图象。2.物体的加速度与其质量的定量关系探究； al/m图象。3.对实验可靠性进行评估。五、布置作业完成实验报告。六、课堂作业1物体运动状态的变化是指 （ ）。A位移的变化
9、 B速度的变化 C加速度的变化 D质量的变化2以下物体在运动过程中，运动状态不发生变化的是（ ）。A小球做自由落体运动 B枪弹在枪筒中做匀加速运动C沿斜坡匀速下滑的汽车 D汽车在水平面上匀速转弯3在探究牛顿第二定律的实验中，我们利用了“控制变量法”，当保持外力不变的情况下，由实验得出a图象是通过原点的一条直线，这说明()。A物体的加速度大小与质量成正比B物体的加速度大小与质量成反比C物体的质量与加速度大小成正比D物体的质量与加速度大小成反比4物体A的质量为10 kg，物体B的质量为20 kg，A、B分别以20 m/s和10 m/s的速度运动，则（ ）。AA的惯性比B大 BB的惯性比A大 CA、B的惯性一样大 D不能确定5关于力下列说法中确的是（ ）。力是使物体运动状态改变的原因；力是维持物体运动的原因；力是改变物体惯性大小的原因；力是使物体产生加速度的原因。A B C D参考答案：1.B 2.C 3.B 4.B 5.A4