牛顿第二定律(实验).doc

牛顿第二定律（实验）（片段） 课题：牛顿第二定律（实验） 课时安排：15分钟 教学过程： 师：同学们,我们在上节课已经学习过了牛顿第二定律,它描述了加速度与力、质量之间的关系.大家还记不记得它们之间是有什么样的关系呢? 生：物体的加速度大小与物体所受到的合外力大小成正比,与物体的质量大小成反比,且加速度的方向与合外力方向相同. 师：嗯,大家回答得很好.这就是牛顿第二定律,它可以用公式写成,我们也可以把它改写成.那么今天呢,我们就要通过实验的方法来验证牛顿第二定律的正确性(板书,课题). 师：那么在这个实验之中,我们要探究几个物理量之间的关系呢? 生：三个. 师：哪三个？ 生：加速度、合外力和质量. 师：对,三个.那么我们如果要探究多个物理量之间的关系,应该采用什么样的实验方法呢? 生：控制变量法. 师：好,控制变量法.那么我们该如何利用控制变量法来探究加速度与合外力以及加速度与质量之间的关系呢? 生：通过控制质量不变改变合外力大小来验证加速度与合外力的关系;通过控制合外力大小不变改变质量来验证加速度与质量之间的关系. 师：嗯,大家回答得很好.通过控制质量不变改变合外力大小来验证加速度与合外力的关系以及通过控制合外力大小不变改变质量来验证加速度与质量之间的关系这就是我们今天实验的主要思路,也亦即是我们今天的实验目的(板书,实验目的). 师：现在呢,我们手上有三个物理量.我们该如何测量它们呢?首先是质量,我们可以很容易地直接用托盘天平测量,对吧? 生：对. 师：好,那么加速度和合外力的大小我们又应该怎么测量呢? 生：可以用打点计时器测量加速度,用弹簧测力计测量合外力. 师：可是我们今天要得到三个量之间的关系,所以一定要测量很多组数据,如果用打点计时器和纸带的话,就会很麻烦;而如果用弹簧测力计测合外力的话,首先我们不说测得准不准,如果我们直接用弹簧测力计,那么,力的大小我们是不是不好控制?而且力肯定会一直在跳变,这样我们就没有办法读数了.那么大家还有没有什么其他的方法呢? 生… 师：好,那我们先来看看加速度可以怎么测吧.那么,我们已经学过的哪些式子里是含有加速度的呢? 生：(学生讨论,得到) 、、… 师：好,大家看我们实验桌上的仪器.是不是有一个秒表和一把长直尺啊? 生：是. 师：老师告诉你们哦,今天我们就利用它们两个来测量加速度.那么有谁可以告诉老师怎么测? 生A：老师,如果初速度为零,那就有,我们通过测量路程S以及所用时间t就可以知道加速度的大小了. 师：这位同学回答得非常棒!对这就是今天我们测量加速度的方法(板书,加速度测量原理).那么,对于合外力,老师前面也提到过,我们要有一个恒定的外力.那么今天我们打算利用物体的重力来作为一个恒定的外力(板书,合外力测量原理).大家一起来看我们的实验原理图(如右). 师：我们将通过一个定滑轮,将我们重物的重力转化为绳子的拉力作用在我们的小车上,从而获得一个恒定的外力.但是大家发现了没有,我们这里有一个斜面,大家知道它有什么用吗? 生：… 师：好,我们现在对小车进行受力分析(画图,共同探讨).那么,在沿斜面方向上,小车一共受到,绳子拉力,自身重力的下滑分力以及斜面对小车的摩擦力这三个力,即合外力F在这里并不是重物的重力了.为了让重物的重力能够表示小车所受到的合外力,我们故意将斜面翘起,利用小车自身的重力下滑分力来抵消摩擦力,这样,我们就可以通过所加重物的重力来确定小车受到的合外力了. 师：那么大家知道我们该怎样平衡摩擦力呢?什么情况下我们小车的重力下滑分力正好等于小车收到的摩擦力呢? 生B：老师,我们可以先拿掉重物,然后改变斜面夹角让小车自由下滑,此时小车在斜面方向只受到重力下滑分力和摩擦力的作用,如果两个力大小相等,那么小车一定做匀速运动. 师：所以我们可以通过判断小车是否作匀速直线运动来确定摩擦力是不是被平衡了对吧?回答得非常好! 生B：谢谢老师夸奖! 师：那好,现在大家来一起看看我们手头上的仪器.首先我们还有一辆重150g的小车,一条两端有小口的细绳,然后我们这边还有一些50g、100g、500g的砝码和钩码.我们可以把这些砝码放在我们的小车上,从而改变小车的质量.把钩码钩在绳子上,从而改变外力的大小.最后这里还有一个一端带有定滑轮的导轨,我们可以调节它与水平面间的夹角,并且小车可以在导轨内运动. 师：那么我现在说一说我们的实验步骤(由下开始逐步板书步骤).首先,我们调整斜面有一定角度,将小车放在我们的斜面上无初速度下滑,通过改变斜面与水平面的夹角使小车基本上匀速下滑,即平衡摩擦力. 然后我们将小车质量加到1000g,改变钩码质量为50g、100g、150g、200g、250g,分别记录加速度a的值,探究a与F的关系;再改变钩码质量为100g,改变小车质量为1000g、900g、8