高中物理加速度教案

《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)。

延伸閱讀

§4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

§4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

【學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)解考綱】
1．能獨(dú)立設(shè)計(jì)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(xué)方法——控制變量法；學(xué)習(xí)科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。
【知識梳理雙基再現(xiàn)】
1．加速度是表示物體運(yùn)動狀態(tài)________的物理量。根據(jù)事實(shí)經(jīng)驗(yàn)，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(yùn)動的速度越大，受到的合外力越大
B．同一物體運(yùn)動的速度變化越大，受到的合外力越大
C．同一物體運(yùn)動速度變化率越小，受到的合外力越小
D．同一物體運(yùn)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(yīng)該采用的研究實(shí)驗(yàn)方法是（）
A．控制變量法B．假設(shè)法C．理想實(shí)驗(yàn)法D．圖象法
3．一個由靜止?fàn)顟B(tài)開始做勻變速直線運(yùn)動的物體，可以由刻度尺測出__________和秒表測出_______，由公式___________計(jì)算物體的加速度。
【基礎(chǔ)訓(xùn)練鋒芒初顯】
4．在探究實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(diǎn)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(xué)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?jiān)趫D甲、乙兩個坐標(biāo)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。控制變量法是物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常采取的一種方法，當(dāng)研究對象有兩個以上的參量發(fā)生牽連變化時，我們設(shè)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(shí)驗(yàn)：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(xué)習(xí)的趣味性，教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收，幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。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(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)：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(xué)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(qiáng)大的發(fā)動機(jī)比質(zhì)量相仿的小汽車啟動快的多．根據(jù)這些情景，同學(xué)們能否年出物體運(yùn)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(xué)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)量越大加速度越小；質(zhì)量一定時，受力越大，加速度越大．（學(xué)生若不說定性關(guān)系，可提示根據(jù)情景事實(shí)，告訴我們什么呢？）剛才這位同學(xué)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(xué)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(diǎn)？

(二)--

１．猜想假設(shè)

（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(xué)們能放開思維進(jìn)行大膽的猜想，頗有物理學(xué)大師的風(fēng)范，了不起，可是同學(xué)們，你將通過什么方式去檢驗(yàn)?zāi)愕牟孪肽兀?/p>

２．研究方法

（生）：通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)初中我們也用過這種方法，同學(xué)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(dǎo)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(jìn)，探究a與F的關(guān)系，而且只檢驗(yàn)a∝F；這種最簡單的形式是否正確好吧！有興趣的同學(xué)可以在課下依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去檢驗(yàn)其它的形式！顯見測量a與Ｆ就成為本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵了！

３．方案探究

（師）：猜想假設(shè)與實(shí)驗(yàn)的基本思路都有了，我們應(yīng)該去尋求具體的方案來檢驗(yàn)我們的猜想。現(xiàn)在請同學(xué)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方案，讀完書后同學(xué)們可以試用一下桌上的實(shí)驗(yàn)儀器，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)記錄表格，組內(nèi)同學(xué)相互交流完成后，由各組組長匯集一下本組的方案及觀點(diǎn)，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(xué)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(xué)生匯報３－５分鐘，教師作適當(dāng)點(diǎn)撥和補(bǔ)充，學(xué)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(diǎn)評

小組長代表本組介紹實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)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?yán)τ茫⑵胶?/p>

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(yùn)動，知道運(yùn)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(yùn)動，用來測a更科學(xué)，需要用軌道、小車，多用一個打點(diǎn)計(jì)時器，另需學(xué)生電源、紙帶、導(dǎo)線。由

求a，再看a與Ｆ的比值是否為定值可驗(yàn)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(yàn)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(biāo)原點(diǎn)即能說明問題．

（３）前幾個小組都是直接測a，其實(shí)，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(yùn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)。

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(yùn)用轉(zhuǎn)化的方法，實(shí)驗(yàn)好象很復(fù)雜，其實(shí)更科學(xué)，給這位同學(xué)一個鼓勵的掌聲。

當(dāng)然，如果實(shí)驗(yàn)條件允許的話，我們也可采用頻閃照相，用氣墊導(dǎo)軌方案去完成實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)方案，大家看一下，這是實(shí)驗(yàn)中同學(xué)們提到的一些注意事項(xiàng)，同學(xué)們可以參考一下。

４．自主實(shí)驗(yàn)

（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(xué)們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果才見分曉，現(xiàn)在請同學(xué)們依據(jù)本組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)規(guī)律，大膽檢驗(yàn)?zāi)銈兊牟聹y想吧！老師建議大家彼此借鑒其它小組方案中的優(yōu)點(diǎn)，完善自己的設(shè)計(jì)方案，好現(xiàn)在開始實(shí)驗(yàn)，看哪個小組在組長的帶領(lǐng)下做的又快又規(guī)范！

（實(shí)驗(yàn)10分鐘左右，中間針對學(xué)生的操作出現(xiàn)的共同問題稍作點(diǎn)撥，讓學(xué)生注意操作事項(xiàng)和要領(lǐng)及規(guī)范性）

學(xué)生做實(shí)驗(yàn)過程中，打開Ｅxcel表格的參考樣表

有些小組已經(jīng)得到了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其他小組加油?。】梢詤⒖祭蠋熖峁┑臉颖?，也可以自主設(shè)計(jì)表格畫在講義上，請最先測出數(shù)據(jù)的同學(xué)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(shí)驗(yàn)，第一小組說一下你們的結(jié)論，驗(yàn)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(biāo)原點(diǎn)

（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(xué)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(shí)驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)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(shè)a、F、m的關(guān)系、接著進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)方案、同學(xué)位自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、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(xué)習(xí)，我們嘗試用實(shí)驗(yàn)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(xué)研究工作是以怎樣的形式和方法來進(jìn)行的，望大家從以下兩方面有所體會：第一，物理學(xué)研究并不神秘，每個同學(xué)都可以開展物理學(xué)研究。第二，今天我們的工作是粗糙的，真正的物理學(xué)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(xué)！同學(xué)們再見！

實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系導(dǎo)學(xué)案

第二節(jié)實(shí)驗(yàn)：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(dǎo)簽字：_____________
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.通過實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力．
2.自主學(xué)習(xí)、合作探究，學(xué)會用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
3.激情投入、全力以赴，通過實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神。
【重點(diǎn)、難點(diǎn)】
重點(diǎn)：加速度的測量，對a∝F、a∝1／m的探究。
難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。
【使用說明】
1.認(rèn)真閱讀課本，掌握實(shí)驗(yàn)原理，數(shù)據(jù)處理的方法，以及控制變量法在實(shí)驗(yàn)過程中的應(yīng)用。
2.要學(xué)會靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題。
3.A、B、C三層同學(xué)按照要求分層完成導(dǎo)學(xué)案
【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】
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(yùn)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(shí)驗(yàn)過程中，我們?yōu)槭裁从每刂谱兞糠▉矸治?、、之間的關(guān)系？
3.實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)
①小車在運(yùn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中測量小車的加速度是根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出來的紙帶計(jì)算出來的，你還記得打點(diǎn)計(jì)時器在使用過程中的注意事項(xiàng)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(jì)算加速度

4.本實(shí)驗(yàn)需要測量的物理量有幾個？哪個量容易測出？哪些量是本實(shí)驗(yàn)要解決的主要問題？

5．在本探究實(shí)驗(yàn)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