《实验：探究加速度与力、质量的关系》教案2篇 实验:探究加速度与力、质量的关系教学设计
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教学目标
1、理解物体运动状态的变化的快慢，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的定量关系。
3、指导学生定量的探究加速度和力、物体质量的关系、知道用控制变量法进行实验。
4、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神，培养学生的团队合作精神。
学情分析
本节是人教版物理必修1第四章第二节牛顿运动定律的.第一课时。高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建的体系，在牛顿三定律中，牛顿第二定律为核心内容，本节是一节实验探究课，通过探究加速度与力和质量的关系，得到这三个物理量之间的定量关系，为第二课时提出牛顿第二定律做铺垫。本节中应用控制变量法来研究问题和用图像处理数据，这两种方法在高中物理学习中十分重要。本节不论是从知识还是从培养学生能力的角度都很重要。
重点难点
1、控制变量法的使用
2、如何提出实验方案并使实验方案合理可行
3、实验数据的分析与处理
教学过程
第一学时
教学活动
活动1【导入】复习引入
牛顿第一定律：
一切物体总保持_____状态或_____状态，直到有迫使它改变这种状态为止.
物体保持_____的性质叫做惯性、惯性是物体的_____，与_____有关，与物体的运动情况或受力情况_____.
活动2【活动】实验探究
情景：用电吹风吹乒乓球
实验1:用两个相同电吹风分别调节在不同的风力档上吹两个相同的乒乓球(在轨道上)，现象为_____ 。
实验2:用一个电吹风，通过装置得到两股相同风力的风，吹两个质量不一样的乒乓球，现象为_____。
问题1：想想看，加速度的大小可能与什么因数有关？
问题2：请同学们根据你的经验猜一猜加速度与力、质量有什么关系？
问题3：能否就以上关系，从数学的角度做出函数关系的假设呢？
力越大，加速度越大—— a∝F，a∝F2，a∝F3？
质量越大，加速度越小—— a∝，a∝，a∝ ？
活动3【活动】制定计划与设计实验
问题1：研究一个量与多个量之间关系时，采用什么方法研究？
问题2：控制变量法的具体步骤？
问题3：在实验中需要测哪些物理量？需要用到什么器材？
问题4：你能想出那些方案来进行实验？
实验装置：
问题1：实验对象是？
问题1：如何得出小车的加速度？
问题2：如何改变并测出小车的质量？
问题3：如何提供并测出小车所受的外力？
实验中要注意的几个问题
1、当钩码的质量远小于小车的质量时，钩码的重力近似等于细线对小车的拉力即小车所受的合外力。（理由以后再做说明）
2、绳拉小车的力是小车受的合力吗？
3、我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复杂化，那么怎样抵消摩擦力的影响呢？
活动4【活动】分组实验
1、保持小车质量不变，改变钩码的个数，分别测出小车的加速度与力的关系
2、保持钩码的个数不变，改变小车的质量，分别测出小车的加速度与小车质量的关系
注意实验中同学之间互相配合，如谁扶住板，谁控制纸带释放，谁负责更换砝码和保证绳在滑轮内并负责保护仪器，谁负责测量记录等。
教学目标
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.
过程与方法
1.指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验.
2.学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验.
3.对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，
情感态度与价值观
1.通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度.
2.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神.
3.培养与人合作的团队精神.
教学重难点
教学重点
1.控制变量法的使用.
2.如何提出实验方案并使实验方案合理可行.
3.实验数据的分析与处理.
教学难点
1.如何提出实验方案并使实验方案合理可行.
2.实验数据的分析与处理.
教学过程
[复习巩固]见课件
[新课导入]
利用多媒体投影图4—2—1;
分组定性讨论
组I：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同?
组2：力大小相同，作用在不同质量的物体上，物体加速度有什么不同?
师：请组1的代表回答一下你们讨论的结果.
组1生：当物体质量一定时，物体的加速度应该随着力的增大而增大.
师：请组2的代表回答你们组讨论的问题，
组2生：当力大小相同时，物体质量越大，运动状态越难以改变，所以质量越大，加速度越小.
师：物体运动状态改变快慢取决于哪些因素?定性关系如何?
生l：应该与物体的质量和物体所受的力有关系.力越大，加速度越大;质量越大，加速度越小.
生2：这里指的力应该是物体所受的合力，以上图为例，物体所受的重力和支持力相等，不参与加速度的提供.
师：刚才进行多媒体演示时一次是固定力不变，一次是固定质量不变，这样做有什么好处呢?
生：方便我们的研究.
师：这是研究多个变量之间关系的非常好的方法，我们把它称作控制变量法.我们以前在什么地方学到过这种方法?
生1：在初中我们在探究物体的密度与质量、体积之间的关系时
生2：在研究电流与电压、电阻的关系时.
师：好，我们这节课就用这种方法进行探究加速度和力、质量之间的关系.
[新课教学]
一、加速度与力的关系
师：设计一个实验，保持物体的质量不变，测量物体在各个不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系.大家分组讨论并且每组设计一个实验方案，并说明实验的原理.
分组讨论
组l生1：我们是根据课本上的参考案例设计实验的(在投影仪上展示实验装置如图4—2—2).
组1生2：我们设计实验的实验原理如下;因o为两个小车的初速度都为零，拉力大小不同，但对每个小车来说保持不变，所以小车应该做匀加速直线运动.根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式x=at2/2可知，加速度和位移成正比，只要测量位移就可以得到加速度与受力之间的关系，力的大小可以根据盘中的砝码求出来.
师：下面请组2的代表发言.
组2生1：我们设计的方法和组1的差不多，我们是用了一辆小车，小车后面连接一纸带，用打点计时器记录小车的运动情况，根据所打的点计算小车的加速度，然后再看所受的力和加速度的关系.
组2生2：为了消除摩擦力的影响，我们在木板下面垫了一个小木块，当小车没有拉力时让它在木板上匀速运动.
师：这个同学的想法很好，这样小车受到的绳子的拉力就等于小车受到的合力，下面请组3的同学代表发言.
组3生1：前面两组的同学设计实验时都是物体的初速度为零，我们可以利用气垫导轨设计一个更为一般的方法，让导轨倾斜不同的角度，滑块所受的力就是重力的分力，让滑块滑过轨道中间的两个光电门，记录经过光电门的速度和两个光电门的距离，根据公式x=(v2-v02)/2a可以求出加速度的大小，从而可以得到加速度和力的关系.
师：好的，在进行实验之前还应该先设计自己的实验表格来记录一下自己的实验数据.那么你是怎样设计表格使你的实验数据得以记录的呢?
生1：水平面长木板与小车，车后用绳控制小车运动，两车质量相同.表格设计如下：