高中物理加速度教案

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(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(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，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？

(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?zāi)愕牟孪肽兀?/p>

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(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(shè)與實驗的基本思路都有了，我們應(yīng)該去尋求具體的方案來檢驗我們的猜想?，F(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(xué)們可以試用一下桌上的實驗儀器，自行設(shè)計實驗步驟和數(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，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?yán)τ茫?、平?/p>

摩擦力?？碼與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，多用一個打點計時器，另需學(xué)生電源、紙帶、導(dǎo)線。由（Jym1.coM 句怡美）

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(biāo)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(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(yùn)用轉(zhuǎn)化的方法，實驗好象很復(fù)雜，其實更科學(xué)，給這位同學(xué)一個鼓勵的掌聲。

當(dāng)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(dǎo)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(xué)們提到的一些注意事項，同學(xué)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(xué)們的實驗結(jié)果才見分曉，現(xiàn)在請同學(xué)們依據(jù)本組設(shè)計的實驗方案進(jìn)行實驗，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)規(guī)律，大膽檢驗?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，完善自己的設(shè)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(xué)生的操作出現(xiàn)的共同問題稍作點撥，讓學(xué)生注意操作事項和要領(lǐng)及規(guī)范性）

學(xué)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(shè)計表格畫在講義上，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(biāo)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(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．實驗結(jié)論

根據(jù)同學(xué)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(shè)a、F、m的關(guān)系、接著進(jìn)行探究實驗方案、同學(xué)位自主進(jìn)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(xué)習(xí)，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(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！

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實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系導(dǎo)學(xué)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(dǎo)簽字：_____________
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
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(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)計實驗。
3.激情投入、全力以赴，通過實驗探究激發(fā)學(xué)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(shè)計，實驗數(shù)據(jù)的處理。
【使用說明】
1.認(rèn)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(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(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、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(xué)生實驗課，目的是為了讓學(xué)生體會物理探究過程中所用的科學(xué)方法。書中沒有給出確定的實驗方案，要學(xué)生自己設(shè)計，但是給出了實驗的基本思路：控制變量法。學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過控制變量法，難度應(yīng)該不大。
二、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能
1．理解物體運(yùn)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(xué)生動手操作能力．
過程與方法
1．指導(dǎo)學(xué)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(jìn)行實驗．
2．學(xué)生自己設(shè)計實驗，自己根據(jù)自己的實驗設(shè)計進(jìn)行實驗．
3．對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)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(xué)態(tài)度．
2．通過實驗探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神．
3．培養(yǎng)與人合作的團(tuán)隊精神．
三、教學(xué)重難點
教學(xué)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(xué)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(xué)情分析
學(xué)生對控制變量法應(yīng)以掌握，關(guān)鍵是實驗設(shè)計，實驗操作能力不強(qiáng)，應(yīng)讓其做好充分的課前預(yù)習(xí)
五、教學(xué)方法
探究、講授、討論、練習(xí)
六、課前準(zhǔn)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(jī)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(xué)過程
（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
（二）情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)
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(dāng)物體質(zhì)量一定時，物體的加速度應(yīng)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(dāng)力大小相同時，物體質(zhì)量越大，運(yùn)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(yùn)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(yīng)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(yīng)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(jìn)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(xué)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(jìn)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(xué)習(xí)目標(biāo)
知識與技能
1．理解物體運(yùn)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(xué)生動手操作能力．
過程與方法
1．指導(dǎo)學(xué)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(jìn)行實驗．
2．學(xué)生自己設(shè)計實驗，自己根據(jù)自己的實驗設(shè)計進(jìn)行實驗．
3．對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)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(xué)態(tài)度．
2．通過實驗探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神．
3.培養(yǎng)與人合作的團(tuán)隊精神．
（三）合作探究、精講點撥
一、加速度與力的關(guān)系
師：設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)該做勻加速直線運(yùn)動．根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)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(shè)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(yùn)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(dāng)小車沒有拉力時讓它在木板上勻速運(yùn)動．
師：這個同學(xué)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(xué)代表發(fā)言．
組3生1：前面兩組的同學(xué)設(shè)計實驗時都是物體的初速度為零，我們可以利用氣墊導(dǎo)軌設(shè)計一個更為一般的方法，讓導(dǎo)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(jìn)行實驗之前還應(yīng)該先設(shè)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(shè)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(yùn)動，兩車質(zhì)量相同．表格設(shè)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(shè)計的方案進(jìn)行實驗，把數(shù)據(jù)填人設(shè)計的表格內(nèi)．
學(xué)生進(jìn)行實驗，老師巡回指導(dǎo)，幫助實力較弱的小組完成實驗
師：現(xiàn)在請各小組簡要進(jìn)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(jìn)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(jìn)行處理的呢?
組1生2：我用的是位移和對應(yīng)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(dǎo)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(dāng)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(dāng)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(xué)的問題非常好，實際上砝碼和盤的重力并不嚴(yán)格等于小車受到的拉力，簡單證明如下：設(shè)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(jìn)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(yùn)動，而實際上砝碼及盤實際的運(yùn)動應(yīng)該是做加速運(yùn)動，所以說重力和拉力并不相等，而是應(yīng)該重力大于拉力，而我們在實驗中認(rèn)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(yuǎn)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(xué)到．
組3生：雖然用氣墊導(dǎo)軌做實驗結(jié)果比較精確，但實驗數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜．
師：我們可以用計算機(jī)進(jìn)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(xué)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(xué)生進(jìn)行實驗，老師巡回指導(dǎo)，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(xué)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)該通過更為精確的實驗和更多次的實驗進(jìn)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(xué)的牛頓第二定律的內(nèi)容．
（四）反思總結(jié)、當(dāng)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(yùn)動(阻力不計)．甲、乙兩同學(xué)在一起議論，甲同學(xué)說：大人推力大，小孩推力小，因此重車的加速度大．乙同學(xué)說，重車質(zhì)量大，輕車質(zhì)量小，因此輕車的加速度大．你認(rèn)為他們的說法是否正確?請簡述理由．
答：甲、乙兩同學(xué)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(xué)習(xí)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(shè)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(shè)計
表格數(shù)據(jù)分析
十、教學(xué)反思
學(xué)生實驗控制比較難，可能出現(xiàn)各種情況，課前教師應(yīng)做好充分準(zhǔn)備
必修一4.2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
實驗?zāi)康模瑢嶒炈悸?，實驗方案，實驗結(jié)果的分析
二、預(yù)習(xí)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(yùn)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(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
知識與技能
1．理解物體運(yùn)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(xué)生動手操作能力．
過程與方法
1．指導(dǎo)學(xué)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(jìn)行實驗．
2．學(xué)生自己設(shè)計實驗，自己根據(jù)自己的實驗設(shè)計進(jìn)行實驗．
3．對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)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(xué)態(tài)度．
2．通過實驗探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神．
3.培養(yǎng)與人合作的團(tuán)隊精神．
二、學(xué)習(xí)過程
1、兩車質(zhì)量相同．表格設(shè)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(yīng)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(xué)習(xí)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(shè)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(dāng)堂檢測
1．外力是使物體產(chǎn)生_____________的原因．物體運(yùn)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(xué)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(xí)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(zhǔn)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(xué)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(shè)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(yuǎn)大于m
B．c和d則沒有把握好實驗條件M遠(yuǎn)大于m
C．a(chǎn)同學(xué)長木板的傾角太小，而b同學(xué)長木板傾角太大
D．a(chǎn)、b、c三同學(xué)中，c同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作
3．關(guān)于力和運(yùn)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(yùn)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(xué)在做“當(dāng)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(xué)習(xí)過程2、0.253m/s0.328m/s0.403m/s0.478m/s0.75m/s2
當(dāng)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(xí)與提高1、B50
2、ACD
3、A
4、圖略，質(zhì)量成反比

加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系

一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負(fù)責(zé)，準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，有效的提高課堂的教學(xué)效率。所以你在寫教案時要注意些什么呢？下面是小編精心為您整理的“加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”，希望對您的工作和生活有所幫助。

４.２實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

［教學(xué)目標(biāo)］
一、知識目標(biāo)：
理解物體運(yùn)動狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)
二、能力目標(biāo)：
指導(dǎo)學(xué)生知道用控制變量法進(jìn)行實驗
三、德育目標(biāo)
1．通過探究實驗，培養(yǎng)實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度．
2．通過實驗探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神．
3．培養(yǎng)學(xué)生合作的團(tuán)隊精神．
［教學(xué)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(xué)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
［課時安排］
2課時
［教學(xué)過程］
一、導(dǎo)入新課
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(dāng)物體質(zhì)量一定時，物體的加速度應(yīng)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結(jié)果。
組2生：當(dāng)力大小相同時，物體質(zhì)量越大，運(yùn)動狀態(tài)越難以改變，所以質(zhì)量越大，加速度越?。?br> 師：物體運(yùn)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(yīng)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(yīng)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(jìn)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(xué)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(jìn)行探究加速度和力、質(zhì)量之間的關(guān)系．
二、新課教學(xué)：
（一）加速度與力的關(guān)系
師：設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)該做勻加速直線運(yùn)動．根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)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(shè)計的方法和組1的差不多，我們是用了一輛小車，小車后面連接一條紙帶，用打點計時器記錄小車的運(yùn)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(dāng)小車沒有拉力時讓它在木板上勻速運(yùn)動．
師：這個同學(xué)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(xué)代表發(fā)言．
組3生1：前面兩組的同學(xué)設(shè)計實驗時都是物體的初速度為零，我們可以利用氣墊導(dǎo)軌設(shè)計一個更為一般的方法，讓導(dǎo)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(jìn)行實驗之前還應(yīng)該先設(shè)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(shè)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(yùn)動，兩車質(zhì)量相同．表格設(shè)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(shè)計的方案進(jìn)行實驗，把數(shù)據(jù)填人設(shè)計的表格內(nèi)．
學(xué)生進(jìn)行實驗，老師巡回指導(dǎo)，幫助實力較弱的小組完成實驗
師：現(xiàn)在請各小組簡要進(jìn)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(jìn)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(jìn)行處理的呢?
組1生2：我用的是位移和對應(yīng)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(dǎo)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(dāng)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(dāng)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(xué)的問題非常好，實際上砝碼和盤的重力并不嚴(yán)格等于小車受到的拉力，簡單證明如下：設(shè)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(jìn)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(yùn)動，而實際上砝碼及盤實際的運(yùn)動應(yīng)該是做加速運(yùn)動，所以說重力和拉力并不相等，而是應(yīng)該重力大于拉力，而我們在實驗中認(rèn)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(yuǎn)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(xué)到．
組3生：雖然用氣墊導(dǎo)軌做實驗結(jié)果比較精確，但實驗數(shù)據(jù)處理比較復(fù)雜．
師：我們可以用計算機(jī)進(jìn)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(xué)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．
三、小結(jié)
本節(jié)我們學(xué)習(xí)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的關(guān)系；設(shè)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；
四、作業(yè)
1．完成實驗報告．
2．設(shè)計一種方案，測量自行車啟動時的平均加速度

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