高中物理加速度教案

探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

必修一4.2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
一、教材分析
這是一節(jié)學生實驗課，目的是為了讓學生體會物理探究過程中所用的科學方法。書中沒有給出確定的實驗方案，要學生自己設計，但是給出了實驗的基本思路：控制變量法。學生在初中已經(jīng)接觸過控制變量法，難度應該不大。
二、教學目標
知識與技能
1．理解物體運動狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān)．
2．通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系．
3．培養(yǎng)學生動手操作能力．
過程與方法
1．指導學生半定量的探究加速度和力、物體質(zhì)量的關(guān)系，知道用控制變量法進行實驗．
2．學生自己設計實驗，自己根據(jù)自己的實驗設計進行實驗．
3．對實驗數(shù)據(jù)進行處理，看一下實驗結(jié)果能驗證什么問題，
情感態(tài)度與價值觀
1．通過探究實驗，培養(yǎng)實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學態(tài)度．
2．通過實驗探究激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新精神．
3．培養(yǎng)與人合作的團隊精神．
三、教學重難點
教學重點
1．控制變量法的使用．
2．如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行．
3．實驗數(shù)據(jù)的分析與處理．
教學難點
1．如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行．
2．實驗數(shù)據(jù)的分析與處理．
四、學情分析
學生對控制變量法應以掌握，關(guān)鍵是實驗設計，實驗操作能力不強，應讓其做好充分的課前預習
五、教學方法
探究、講授、討論、練習
六、課前準備
多媒體課件，小車（20輛，每輛車上貼上質(zhì)量為200g，貼上“參照車”與“實驗車”字樣），一端帶有滑輪的長木板（20個），一次性小塑料口杯及棉線套（20個，質(zhì)量可忽略），50g規(guī)格鉤碼10盒（每盒10個），托盤天平砝碼20盒，刻度尺（米尺），線繩若干，鐵文件夾10個，計算機和大屏幕投影系統(tǒng)一套，計算器。
七、課時安排
1課時
八、教學過程
（一）預習檢查、總結(jié)疑惑
（二）情境導入、展示目標
利用多媒體投影圖4—2—1；
分組定性討論
組I：物體質(zhì)量一定，力不同，物體加速度有什么不同?
組2：力大小相同，作用在不同質(zhì)量的物體上，物體加速度有什么不同?
師：請組1的代表回答一下你們討論的結(jié)果．
組1生：當物體質(zhì)量一定時，物體的加速度應該隨著力的增大而增大．
師：請組2的代表回答你們組討論的問題，
組2生：當力大小相同時，物體質(zhì)量越大，運動狀態(tài)越難以改變，所以質(zhì)量越大，加速度越小．
師：物體運動狀態(tài)改變快慢取決于哪些因素?定性關(guān)系如何?
生l：應該與物體的質(zhì)量和物體所受的力有關(guān)系．力越大，加速度越大；質(zhì)量越大，加速度越?。?br> 生2：這里指的力應該是物體所受的合力，以上圖為例，物體所受的重力和支持力相等，不參與加速度的提供．
師：剛才進行多媒體演示時一次是固定力不變，一次是固定質(zhì)量不變，這樣做有什么好處呢?
生：方便我們的研究．
師：這是研究多個變量之間關(guān)系的非常好的方法，我們把它稱作控制變量法．我們以前在什么地方學到過這種方法?
生1：在初中我們在探究物體的密度與質(zhì)量、體積之間的關(guān)系時
生2：在研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時．
師：好，我們這節(jié)課就用這種方法進行探究加速度和力、質(zhì)量之間的關(guān)系．
首先來看本屆的學習目標
知識與技能
1．理解物體運動狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān)．
2．通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系．
3．培養(yǎng)學生動手操作能力．
過程與方法
1．指導學生半定量的探究加速度和力、物體質(zhì)量的關(guān)系，知道用控制變量法進行實驗．
2．學生自己設計實驗，自己根據(jù)自己的實驗設計進行實驗．
3．對實驗數(shù)據(jù)進行處理，看一下實驗結(jié)果能驗證什么問題，
情感態(tài)度與價值觀
1．通過探究實驗，培養(yǎng)實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學態(tài)度．
2．通過實驗探究激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新精神．
3.培養(yǎng)與人合作的團隊精神．
（三）合作探究、精講點撥
一、加速度與力的關(guān)系
師：設計一個實驗，保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在各個不同的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系．大家分組討論并且每組設計一個實驗方案，并說明實驗的原理．
分組討論
組l生1：我們是根據(jù)課本上的參考案例設計實驗的(在投影儀上展示實驗裝置如圖4—2—2)．
組1生2：我們設計實驗的實驗原理如下；因為兩個小車的初速度都為零，拉力大小不同，但對每個小車來說保持不變，所以小車應該做勻加速直線運動．根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動的位移公式x=at2/2可知，加速度和位移成正比，只要測量位移就可以得到加速度與受力之間的關(guān)系，力的大小可以根據(jù)盤中的砝碼求出來．
師：下面請組2的代表發(fā)言．
組2生1：我們設計的方法和組1的差不多，我們是用了一輛小車，小車后面連接一紙帶，用打點計時器記錄小車的運動情況，根據(jù)所打的點計算小車的加速度，然后再看所受的力和加速度的關(guān)系．
組2生2：為了消除摩擦力的影響，我們在木板下面墊了一個小木塊，當小車沒有拉力時讓它在木板上勻速運動．
師：這個同學的想法很好，這樣小車受到的繩子的拉力就等于小車受到的合力，下面請組3的同學代表發(fā)言．
組3生1：前面兩組的同學設計實驗時都是物體的初速度為零，我們可以利用氣墊導軌設計一個更為一般的方法，讓導軌傾斜不同的角度，滑塊所受的力就是重力的分力，讓滑塊滑過軌道中間的兩個光電門，記錄經(jīng)過光電門的速度和兩個光電門的距離，根據(jù)公式x=(v2－v02)/2a可以求出加速度的大小，從而可以得到加速度和力的關(guān)系．
師：好的，在進行實驗之前還應該先設計自己的實驗表格來記錄一下自己的實驗數(shù)據(jù)．那么你是怎樣設計表格使你的實驗數(shù)據(jù)得以記錄的呢?
生1：水平面長木板與小車，車后用繩控制小車運動，兩車質(zhì)量相同．表格設計如下：
參考表格
小車l小車2
次數(shù)拉車砝碼(s)位移x1／cm拉車砝碼(s)位移x2／cm
1
2
3
4
5

生2：用一輛小車，測量加速度
次數(shù)拉車砝碼(g)加速度a1拉車砝碼(e)加速度a2
1
2
3
4
5
師：好，現(xiàn)在大家就根據(jù)自己設計的方案進行實驗，把數(shù)據(jù)填人設計的表格內(nèi)．
學生進行實驗，老師巡回指導，幫助實力較弱的小組完成實驗
師：現(xiàn)在請各小組簡要進行一下實驗報告．
組1生1：我們根據(jù)課本上的參考案例進行了實驗，因為已知小車的加速度和位移成正比，通過驗證位移和受力之間的關(guān)系，即可得出加速度和受力的關(guān)系．
師：實驗數(shù)據(jù)是怎樣進行處理的呢?
組1生2：我用的是位移和對應力的比值．
組1生3：通過我們的討論，我們發(fā)現(xiàn)用作圖的方法能更好地表示位移(即加速度)和力的關(guān)系．關(guān)系圖表如圖4—2—3所示；可得在研究物體質(zhì)量不變的情況下，物體的加速度與物體所受的外力成正比．
組2生：我們通過處理小車后面的紙帶，計算出小車的加速度，通過作圖驗證了小車的加速度和物體所受的合力成正比．組3生：我們用氣墊導軌作出的加速度和所受力的關(guān)系圖象，實驗結(jié)論是圖象非常接近一條過原點的直線．
師：大家做得都非常好，那么你們在實驗中遇到的困難是什么呢?能不能想出辦法來克服?
組1生：當拉小車的砝碼的質(zhì)量較大時，繩子容易打滑，從而影響了位移的測量．我們用松香涂抹在繩子上，效果不錯．
組2生：我們在做實驗時發(fā)現(xiàn)了這樣一個問題，即當砝碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量差不多時，a—F圖象不能再是一條直線，而是發(fā)生了彎曲．
師：這組同學的問題非常好，實際上砝碼和盤的重力并不嚴格等于小車受到的拉力，簡單證明如下：設砝碼及盤的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，則分別對它們進行受力分析，對小車，受拉力和摩擦力，對砝碼和盤，受重力和拉力，那么它們之間的關(guān)系是什么呢?如果相等，根據(jù)物體受合力為零則物體做勻速運動，而實際上砝碼及盤實際的運動應該是做加速運動，所以說重力和拉力并不相等，而是應該重力大于拉力，而我們在實驗中認為二者相等，所以實驗的誤差有一部分來源于此．控制的方法就是盡可能地使砝碼和盤的質(zhì)量遠小于小車及砝碼的質(zhì)量，具體的分析方法我們將在下一節(jié)學到．
組3生：雖然用氣墊導軌做實驗結(jié)果比較精確，但實驗數(shù)據(jù)處理比較復雜．
師：我們可以用計算機進行數(shù)據(jù)處理，使數(shù)據(jù)處理變得簡單化，大家在課下討論一下看如何用數(shù)據(jù)處理軟件處理實驗中得到的數(shù)據(jù)．
師：以上我們是通過控制物體的質(zhì)量不變來探究物體的加速度與物體所受力之間的關(guān)系，下面同學們繼續(xù)做實驗，通過控制物體所受的力不變來探究物體的加速度和質(zhì)量的關(guān)系．
二、加速度與質(zhì)量的關(guān)系
學生進行實驗，老師巡回指導，幫助實力較弱的小組實現(xiàn)實驗
由于和以上的實驗方法非常類似，所以可以直接讓學生得出結(jié)論．
師：大家得出的結(jié)論是什么?
生：物體加速度在物體受力不變時，和物體的質(zhì)量成反比．
師：這時候我們應該怎樣通過圖象來驗證問題呢?
生：我們?nèi)绻鱝—M圖象則圖象是曲線，我們可以作a—1／M圖象來解決這個問題，物體的加速度和質(zhì)量成反比，所以a—1／M圖象應該是一條過原點的直線．
三、由實驗結(jié)果得出的結(jié)論
師：通過大家的實驗，排除誤差的影響，大家討論總結(jié)一下加速度和物體所受的力以及物體質(zhì)量之間的關(guān)系．
[分組討論]
生1：我們可以得出這樣的結(jié)論：物體的加速度和物體所受的力成正比，和物體的質(zhì)量成反比．
生2：應該是和物體所受的合力成正比．
生3：我想力是矢量，加速度也是矢量，加速度的方向應該和物體所受力的方向相同．
師：(總結(jié))大家的發(fā)言非常好，那么我們得出的結(jié)論是不是一個定理性的結(jié)論呢?僅靠少量的實驗是不行的，應該通過更為精確的實驗和更多次的實驗進行證明，不過我們大家在現(xiàn)有水平下能夠得出這個結(jié)論是非常了不起的，這是我們下節(jié)課要學的牛頓第二定律的內(nèi)容．
（四）反思總結(jié)、當堂檢測
在水平路面上，一個大人推一輛重車，一個小孩推一輛輕車，各自做勻加速運動(阻力不計)．甲、乙兩同學在一起議論，甲同學說：大人推力大，小孩推力小，因此重車的加速度大．乙同學說，重車質(zhì)量大，輕車質(zhì)量小，因此輕車的加速度大．你認為他們的說法是否正確?請簡述理由．
答：甲、乙兩同學的結(jié)論和理由都不全面和充分，物體的加速度決定于物體所受的合外力和物體的質(zhì)量．大人的推力雖然大，但車的質(zhì)量也大，因此重車的加速度也不一定就大．小車的質(zhì)量小，但是小孩的推力也小，因而輕車的加速度也不一定大．判斷誰的加速度大，必須看各自的質(zhì)量和合外力．
[小結(jié)]
本節(jié)我們學習了：
1．力是物體產(chǎn)生加速度的原因．
2．用控制變量法探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系；設計實驗的方法．
3．物體的質(zhì)量一定時，合外力越大，物體的加速度也越大；合外力一定時，物體的質(zhì)量越大，其加速度越小，且合外力的方向與加速度的方向始終一致．
4．實驗數(shù)據(jù)的處理方法．
九、板書設計
表格數(shù)據(jù)分析
十、教學反思
學生實驗控制比較難，可能出現(xiàn)各種情況，課前教師應做好充分準備
必修一4.2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學案
課前預習學案
一、預習目標
實驗目的，實驗思路，實驗方案，實驗結(jié)果的分析
二、預習內(nèi)容
1、一切物體總保持_______狀態(tài)或________狀態(tài)，除非__________________，這就是牛頓第一定律．牛頓第一定律揭示了運動和力的關(guān)系：力不是_________的原因，而是______________的原因．
2、物體的這種保持_________或__________的性質(zhì)叫做慣性，慣性是物體的____性質(zhì)．
三、提出疑惑

課內(nèi)探究學案
一、學習目標
知識與技能
1．理解物體運動狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān)．
2．通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系．
3．培養(yǎng)學生動手操作能力．
過程與方法
1．指導學生半定量的探究加速度和力、物體質(zhì)量的關(guān)系，知道用控制變量法進行實驗．
2．學生自己設計實驗，自己根據(jù)自己的實驗設計進行實驗．
3．對實驗數(shù)據(jù)進行處理，看一下實驗結(jié)果能驗證什么問題，
情感態(tài)度與價值觀
1．通過探究實驗，培養(yǎng)實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學態(tài)度．
2．通過實驗探究激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新精神．
3.培養(yǎng)與人合作的團隊精神．
二、學習過程
1、兩車質(zhì)量相同．表格設計如下：
參考表格
次數(shù)拉車砝碼(g)加速度a1拉車砝碼(e)加速度a2
1
2
3
4
5

2、某次實驗用打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖4-2-9所示（使用圖4-2-3所示的裝置）,圖中前幾個點模糊,因此從A點開始每打五個點取一個計數(shù)點,其中B、C、D、E點的對應速度vB=_____m/s,vC=_____m/s,vD=_____m/s,vE=_____m/s,由此測得小車的加速度是多大？
三、反思總結(jié)
本節(jié)我們學習了：
1．力是物體產(chǎn)生的原因．
2．用探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系；設計實驗的方法．
3．物體的質(zhì)量一定時，越大，物體的也越大；合外力一定時，物體的越大，其越小，且合外力的方向與加速度的方向。
4．實驗數(shù)據(jù)的處理方法．
四、當堂檢測
1．外力是使物體產(chǎn)生_____________的原因．物體運動狀態(tài)發(fā)生改變時，物體一定具有___________，物體一定受到____________的作用．
2．質(zhì)量一定時物體的加速度與它所受的外力成；外力一定時加速度與物體的質(zhì)量成。
3．某兩個同學用圖4-2-6所示的裝置（圖中A為小車，B為帶滑輪的長木板，C為水平桌面），分別在《探究加速度與外力間的關(guān)系》實驗中，各自得到的圖象如圖4-2-6中甲和乙所示，則出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因甲是，乙是．

五、課后練習與提高
1．在保持質(zhì)量不變時加速度與物體受力間關(guān)系的實驗中（使用圖4-2-7所示的裝置），小車質(zhì)量M和砝碼質(zhì)量m分別選取下列四組值．
A．M=500g，m分別為50g、70g、100g、125g
B．M=500g，m分別為20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分別為50g、75g、100g、125g
D．M=200g，m分別為30g、40g、50g、60g
若其它操作都正確，那么在選用組值測量時所畫出的圖線較準確．在選用此組值，m取g時實驗誤差較大．
2．a(chǎn)、b、c、d四位同學在做《驗證牛頓第二定律》的實驗（使用圖4-2-6所示的裝置），設小車質(zhì)量和車上砝碼質(zhì)量之和為M，砂及砂桶的總質(zhì)量為m，分別得出如圖4-2-7中a、b、c、d四條圖線，其中圖a、b、c是a—F圖線，圖d是a—1/M圖線，則以下列說法中正確的是：（）
A．a(chǎn)和b較好地把握了實驗條件M遠大于m
B．c和d則沒有把握好實驗條件M遠大于m
C．a(chǎn)同學長木板的傾角太小，而b同學長木板傾角太大
D．a(chǎn)、b、c三同學中，c同學較好地完成了平衡摩擦力的操作
3．關(guān)于力和運動的關(guān)系,下列說法中正確的是()
A.物體的速度不斷增大,表示物體必受力的作用
B.物體的位移不斷增大,表示物體必受力的作用
C.物體朝什么方向運動,則這個方向上物體必受力的作用
D.物體的速度大小不變,則其所受的合力必為零
4．某同學在做“當外力一定時，加速度和質(zhì)量的關(guān)系”的實驗時，得到下表中的實驗數(shù)據(jù)：
（1）請使用a-1/m圖象來處理這些數(shù)據(jù)，并說明為什么不用a-m圖象來處理數(shù)據(jù)。
（2）根據(jù)作出的圖象，可以得到的結(jié)論是小車的加速度與它的．
答案
學習過程2、0.253m/s0.328m/s0.403m/s0.478m/s0.75m/s2
當堂檢測1、加速度、加速度、外力
2、正比，反比
3、平衡摩擦力時，木板傾角過大；平衡摩擦力時，木板傾角太小
課后練習與提高1、B50
2、ACD
3、A
4、圖略，質(zhì)量成反比

相關(guān)推薦

§4.2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

§4.2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

【學習目標細解考綱】
1．能獨立設計探究加速度、質(zhì)量、力三者關(guān)系的探究方案。
2．會測量加速度、力、質(zhì)量；并能作出表示加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系的圖象；能根據(jù)圖象寫出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系式。
3．體會探究過程中所用的科學方法——控制變量法；學習科學家的嚴謹態(tài)度。
【知識梳理雙基再現(xiàn)】
1．加速度是表示物體運動狀態(tài)________的物理量。根據(jù)事實經(jīng)驗，加速度與物體的________有關(guān)。物體________一定時，質(zhì)量越小，加速度就越大。加速度還與物體_______的大小有關(guān)，物體________一定時，受力越大，其加速度越大。
2．控制變量法：加速度a和質(zhì)量m，受力F都有關(guān)系。研究它們之間的關(guān)系時，先保持________不變，測量物體在________的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系，再保持物體所受的力________，測量不同________的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。這種先控制一個參量不變，研究其余參量之間變化關(guān)系的方法叫控制變量法。
【小試身手輕松過關(guān)】
1．“在影響加速度的因素”的探究中發(fā)現(xiàn)（）
A．同一物體運動的速度越大，受到的合外力越大
B．同一物體運動的速度變化越大，受到的合外力越大
C．同一物體運動速度變化率越小，受到的合外力越小
D．同一物體運動速度變化越快，受到的合外力越大
2．為了研究加速度跟力和質(zhì)量的關(guān)系，應該采用的研究實驗方法是（）
A．控制變量法B．假設法C．理想實驗法D．圖象法
3．一個由靜止狀態(tài)開始做勻變速直線運動的物體，可以由刻度尺測出__________和秒表測出_______，由公式___________計算物體的加速度。
【基礎(chǔ)訓練鋒芒初顯】
4．在探究實驗中，測量長度的工具是__________，精度是______mm，測量質(zhì)量的工具是_________。
5．為了更直觀地反映物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關(guān)系，往往用二者的關(guān)系圖象表示出來，該關(guān)系圖象應選用（）
A．a(chǎn)-m圖象B．m-a圖象C．圖象D．圖象
6．如果圖象是通過原點的一條直線，則說明（）
A．物體的加速度a與質(zhì)量m成正比B．物體的加速度a與質(zhì)量成反比
C．物體的質(zhì)量m與加速度a成正比D．物體的質(zhì)量與加速度a成反比
【舉一反三能力拓展】
7．某同學在探究加速度a與力F和加速度a與物體質(zhì)量M的關(guān)系時，測出了表1、表2兩組數(shù)據(jù)，請在圖甲、乙兩個坐標上分別作出a-F和圖線。
F/N0.140.280.430.550.682.002.503.334.005.00
a/ms-20.200.400.610.790.97a/ms-20.440.560.730.891.08
表1表2
甲乙

【名師小結(jié)感悟反思】
1．用控制變量法研究物理規(guī)律?？刂谱兞糠ㄊ俏锢韺嶒炛薪?jīng)常采取的一種方法，當研究對象有兩個以上的參量發(fā)生牽連變化時，我們設法控制某些參量使之不變，而研究其中兩個參量之間的變化關(guān)系的方法。
2．加速度與辦質(zhì)量的關(guān)系。（1）質(zhì)量一定時，加速度與作用力成正比；（2）作用力一定時，加速度與質(zhì)量成反比。

實驗：探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系

一名合格的教師要充分考慮學習的趣味性，教師要準備好教案為之后的教學做準備。教案可以讓講的知識能夠輕松被學生吸收，幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？下面是由小編為大家整理的“實驗：探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”，大家不妨來參考。希望您能喜歡！

（必修1）第四章第2節(jié)

實驗：探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系（第一課時）

山東省菏澤市成武縣一中楊曉東

（一）引入新課

同學們先來看大屏幕，生活中我們見過這樣的情景：（先放課件，再解說一下）超載車，遇到險情時，在同樣的剎車力作用下難以停下來已釀成車禍；賽車安裝了強大的發(fā)動機比質(zhì)量相仿的小汽車啟動快的多．根據(jù)這些情景，同學們能否年出物體運動狀態(tài)變化的快慢，也就是加速度的大小與什么物理量有關(guān)？誰來談一下自己的看法？學生：物體的加速度與物體受力和物體質(zhì)量有關(guān)．受力一定時，質(zhì)量越大加速度越??；質(zhì)量一定時，受力越大，加速度越大．（學生若不說定性關(guān)系，可提示根據(jù)情景事實，告訴我們什么呢？）剛才這位同學回答的很好，不僅指出了加速度的相關(guān)因素，而且說明了加速度與力、質(zhì)量的定性關(guān)系，然而物理學并不滿足于這樣定性的描述，我們還想知道，物體的加速度與它的受力、它的質(zhì)量有什么定量關(guān)系？誰來發(fā)表自己的觀點？

(二)--

１．猜想假設

（生）：a∝F、a∝１／m

（師）：你是根據(jù)什么這樣猜想的呢？

（生）：同前面的定性分析，物體受力越大,加速度越大;物體質(zhì)量越大,加速度越小。

（師）：受力越大,加速度越大;質(zhì)量越大,加速度越小，也不一定a∝F、a∝１／m，你還能想象出其他的什么形式？a∝F２、a∝１／m２或其它情況。很好，同學們能放開思維進行大膽的猜想，頗有物理學大師的風范，了不起，可是同學們，你將通過什么方式去檢驗你的猜想呢？

２．研究方法

（生）：通過實驗檢驗猜想

（師）：可這里有三個物理量a、Ｆ、m,如何研究三個變量之間關(guān)系比較好呢？

（生）：先保持m一定，研究a、Ｆ的關(guān)系

再保持Ｆ一定，研究a、m的關(guān)系

（師）：很好，這就是實驗的兩個基本思路，我們把這種方法稱為（控制變量法），大家看這是控制變量法的定義。其實初中我們也用過這種方法，同學們能否回憶一下什么地方用過這種方法。

（生）：研究物質(zhì)的密度與質(zhì)量和體積的關(guān)系，以及通過導體的電流與電壓和電阻的關(guān)系。

（師）：很好，今天這堂課我們只研究第一種思路，保持m一定進，探究a與F的關(guān)系，而且只檢驗a∝F；這種最簡單的形式是否正確好吧！有興趣的同學可以在課下依據(jù)實驗數(shù)據(jù)去檢驗其它的形式！顯見測量a與Ｆ就成為本實驗的關(guān)鍵了！

３．方案探究

（師）：猜想假設與實驗的基本思路都有了，我們應該去尋求具體的方案來檢驗我們的猜想?，F(xiàn)在請同學們打開講義，看一下自主探究指南卡上面的幾個問題，然后帶著這幾個問題去閱讀教材７７頁“制定實驗方案時的兩個問題”直到78頁上邊的“參考案例”，了解一下書中告訴了我們什么樣的實驗方案，讀完書后同學們可以試用一下桌上的實驗儀器，自行設計實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格，組內(nèi)同學相互交流完成后，由各組組長匯集一下本組的方案及觀點，并給大家介紹一下。哪個小組有了主意，及時舉手向老師示意一下，好現(xiàn)在開始！

（中間隔上3-5分鐘）

（師）：同學們完成的怎么樣拉？哪個小組先來把你們小組交流的內(nèi)容讓大家分享一下，第一小組先來把你們小組交流的內(nèi)容讓大家分享下，首先請你回憶一下與加速度相關(guān)的公式？

（學生匯報３－５分鐘，教師作適當點撥和補充，學生匯報同時課件展示，最后總結(jié)現(xiàn)有條件下的兩種可行性方案）

自主探究指南卡參考及點評

小組長代表本組介紹實驗方案

１．測a、F

２．求加速度的公式：

前三個公式都要涉及速度，而測速度比較困難，后兩個公式，只要測位移和時間就可以了，位移用刻度尺測量，時間用秒表或用打點計時器測量。

（１）由知，測s或測t用秒表即可，需要軌道、小車，鉤碼（作小車拉力用）、平衡

摩擦力。看a與Ｆ的比值是否為定值，

（２）只適用于初速度為零的勻加速直線運動，知道運動性質(zhì)的前提下才可用，由

知，只要看為常量，即可知物體做勻變速直線運動，用來測a更科學，需要用軌道、小車，多用一個打點計時器，另需學生電源、紙帶、導線。由

求a，再看a與Ｆ的比值是否為定值可驗證a與Ｆ是否為正比例關(guān)系。

我們跟剛才小組方案一樣，只是我們采用a-F圖象檢驗a-F是否成正比例關(guān)系。這樣更能清楚看出a-F的變化關(guān)系．直線若過坐標原點即能說明問題．

（３）前幾個小組都是直接測a，其實，由書上的參考案例，可知，也可以不用測a，由控制兩輛小車運動相同時間t，則有只需讀出兩小車位移、及各自秘用拉力

，只需調(diào)節(jié)的大小看隨的變化關(guān)系，即可檢驗a與Ｆ是否為正比例關(guān)系，我們

需要兩個軌道、兩輛小車及雙份鉤碼，用這個雙層軌道做實驗。

３．

４．平衡好摩擦力

５．用比值法，或用圖象法

方案非常好，有難度，但創(chuàng)新意識好，巧妙運用轉(zhuǎn)化的方法，實驗好象很復雜，其實更科學，給這位同學一個鼓勵的掌聲。

當然，如果實驗條件允許的話，我們也可采用頻閃照相，用氣墊導軌方案去完成實驗，我給大家介紹一下，可在現(xiàn)有條件下，我們總結(jié)出兩種可行的實驗方案，大家看一下，這是實驗中同學們提到的一些注意事項，同學們可以參考一下。

４．自主實驗

（師）：＂紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行＂，a是否與Ｆ成正比例關(guān)系呢？還要看同學們的實驗結(jié)果才見分曉，現(xiàn)在請同學們依據(jù)本組設計的實驗方案進行實驗，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)規(guī)律，大膽檢驗你們的猜測想吧！老師建議大家彼此借鑒其它小組方案中的優(yōu)點，完善自己的設計方案，好現(xiàn)在開始實驗，看哪個小組在組長的帶領(lǐng)下做的又快又規(guī)范！

（實驗10分鐘左右，中間針對學生的操作出現(xiàn)的共同問題稍作點撥，讓學生注意操作事項和要領(lǐng)及規(guī)范性）

學生做實驗過程中，打開Ｅxcel表格的參考樣表

有些小組已經(jīng)得到了實驗數(shù)據(jù)，其他小組加油??！可以參考老師提供的樣表，也可以自主設計表格畫在講義上，請最先測出數(shù)據(jù)的同學到前面電腦前輸入數(shù)據(jù)！

（展示三種情況）

各小組已經(jīng)完成實驗，第一小組說一下你們的結(jié)論，驗證出a∝F了嗎？

（生１）：我們測出a與Ｆ發(fā)現(xiàn)a/F比值非常接近，在誤差允許的范圍內(nèi)，近似相等。說明a∝F

（生２）：我們畫出a-F圖象為一條直線，但稍微偏離坐標原點

（師）：能說出偏離的原因嗎？

（生２）：平衡摩擦力不足，但在誤差允許的范圍內(nèi)，a-F為正比例關(guān)系

（生３）：我們在電腦中輸入數(shù)據(jù)，作出趨勢線，發(fā)現(xiàn)為正比例函數(shù)，稍微不些偏差，在誤差允許的范圍內(nèi)，a-F為正比例。

（師）：同學們表現(xiàn)太棒了，課堂因你們而精彩！為自己的精彩表現(xiàn)來一次激烈的掌聲吧！

５．實驗結(jié)論

根據(jù)同學們的實驗數(shù)據(jù)及圖象描述，我們發(fā)現(xiàn)在誤差允許的范圍內(nèi)，物體質(zhì)量一定時，a與Ｆ成正比例關(guān)系。

（三）探究歷程

回想本堂課我們的探究歷程。

首先是情景再現(xiàn)、然后是猜想假設a、F、m的關(guān)系、接著進行探究實驗方案、同學位自主進行實驗、通過數(shù)據(jù)分析、最后得出結(jié)論。通過本節(jié)課的探究性學習，我們嘗試用實驗的方法來探究m一定時a與Ｆ的關(guān)系。讓大家體會了物理學研究工作是以怎樣的形式和方法來進行的，望大家從以下兩方面有所體會：第一，物理學研究并不神秘，每個同學都可以開展物理學研究。第二，今天我們的工作是粗糙的，真正的物理學研究更精確、更完善，但基本思路和方法是一樣的，讓我們都擁有這樣一種方法，探究大自然的奧秘吧！

（四）為鞏固課堂所用知識與技能，老師送大家?guī)椎栏傎愵}，看誰先來搶答，以最先站起來，并且快速回答的為獲勝者。

（五）課后探究題

最后是老師送大家的一個探究性問題，探究報紙能承受的最大拉力與報紙的幾何尺寸之間的關(guān)系(寬度d與承受拉力F的關(guān)系).

今天的課到這兒，謝謝各位同學！同學們再見！

實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系導學案

第二節(jié)實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
編制：高一、二級部審核：魏桂華包科領(lǐng)導簽字：_____________
【學習目標】
1.通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系，培養(yǎng)學生動手操作能力．
2.自主學習、合作探究，學會用控制變量法設計實驗。
3.激情投入、全力以赴，通過實驗探究激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新精神。
【重點、難點】
重點：加速度的測量，對a∝F、a∝1／m的探究。
難點：實驗方案的設計，實驗數(shù)據(jù)的處理。
【使用說明】
1.認真閱讀課本，掌握實驗原理，數(shù)據(jù)處理的方法，以及控制變量法在實驗過程中的應用。
2.要學會靈活應用數(shù)學知識解決物理問題。
3.A、B、C三層同學按照要求分層完成導學案
【預習導學】
1.關(guān)于力與加速度、質(zhì)量的關(guān)系：
閱讀教材第71頁前五段材料，回答右圖問題：
①物體質(zhì)量一定，力不同，
物體加速度有什么不同？
①②

②力大小相同，作用在不同質(zhì)量物體上，物體加速度有什么不同？

③物體運動狀態(tài)改變快慢取決哪些因素？定性關(guān)系如何？

2.關(guān)于控制變量法
在實驗過程中，我們?yōu)槭裁从每刂谱兞糠▉矸治?、、之間的關(guān)系？
3.實驗的注意事項
①小車在運動過程中不可避免的會受到摩擦力的作用，如果不消除摩擦力的影響會給我們的實驗帶來數(shù)據(jù)處理上的不必要的麻煩。請你根據(jù)右圖解釋一下如何平衡摩擦力？

②實驗中測量小車的加速度是根據(jù)打點計時器打出來的紙帶計算出來的，你還記得打點計時器在使用過程中的注意事項嗎？

③如圖所示是一條打出來的紙帶，請簡要說明一下如何計算加速度

4.本實驗需要測量的物理量有幾個？哪個量容易測出？哪些量是本實驗要解決的主要問題？

5．在本探究實驗中，為什么可用兩車的位移之比表示加速度之比？

探究加速度與力的關(guān)系