实验：探究加速度与力、质量的关系-优质教案.doc

2．实验：探究加速度与力、质量的关系

教材分析

本节内容与原教材有一个最大的不同，就是把验证性实验变成探究性实验，体现了新课程的理念，强调主动思考、积极探究，突出动手和合作，让学生体验探究过程，学习设计实验和处理实验数据的方法，培养实验能力。本节内容既是上节内容的拓展，也是下节内容前奏。实验的顺利进行和正确结论的获得是关键。

学情分析

力与运动关系的建立是一个渐进过程，牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，物体受力作用时运动规律的探究就成为接下来的必然任务，学生对此有心里准备。但如何探究？实验中要思考、注意哪些问题？学生可能会出现困难，对此教师要加以引导、启发。实验数据的处理方法和结论的顺利获得也是学生感到困难的地方，也需要教师多加引导。当然，整个探究过程的有序进行同样需要教师多加关注。

设计思路

以实验探究为核心，从明确问题、设计方案、数据处理几个侧面进行展开，突出图像法中化曲为直的思想的引入。

三维目标

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。

教具准备

多媒体课件，小车，一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细线两条；钩码（规格：10g、20g，用作牵引小车的力）；砝码（规格：50g、100g、200g，用来改变小车的质量）；刻度尺；文件夹；粗线绳（用来牵引小车）.打点计时器、学生电源、纸带、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。

课时安排

2课时

教学过程

［新课导入］

由牛顿第一定律的学习我们知道，力是改变物体运动状态的原因，当物体的运动状态改变时物体一定有加速度，所以也可以说力是使物体产生加速度的原因；同时我们还知道质量是物体惯性大小的量度。这说明了运动物体的加速度既外力F有关，又跟物体本身的质量m有关，那么这三者到底是怎样的关系呢?这就是我们本节课所要研究的内容。

［新课教学］

物体运动状态变化的快慢，也就是物体加速度的大小，与物体的质量有关。例如，一般小汽车从静止加速到100km/h，只需十几秒的时间，而满载的货车加速就慢得多。

物体运动状态变化的快慢，还与物体受力的大小有关。例如，竞赛用的小汽车，质量与一般的小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机，能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静止加速到100km/h。

这些事实告诉我们，物体的质量一定时，受力越大，其加速度越大；物体受力一定时，它的质量越小，加速度也越大。然而，物理学不满足于这样定性的描述。我们还想知道，物体的加速度与它受的力、它的质量有什么定量关系。

物体运动的加速度既然与外力F和本身的质量m都有关系，为了研究这三者之间的关系，我们可以用怎样的方式?

可以通过实验的方式来研究。

象这种研究三个物理量之间关系的方式我们是否学习过?

我们学习过与这种情况类似的内容，例如初中电学中所学习的欧姆定律，就是讨论三个物理量I、R、U之间关系的内容。

那么同学们能回忆一下得出欧姆定律的具体思路吗?

为研究这三个物理量之间的关系，先保持R不变，研究I与U的关系；再保持U不变，研究I与R的关系，然后综合起来，就可以得出I、R、U这三个物理量之间的关系，即欧姆定律。

这位同学回答的很好!今天我们研究的这一问题，能否用这种方式进行呢?

可以用这种方法研究，因为两者具有相似之处。

是这样的，为了研a与F、m三个物理量的关系，可以先保持m不变，研究a与F的关系，再保持F不变，研究a与m的关系，然后把研究的结果综合起来，就可以得出a、F、m这三个量之间的关系。下面我们就先来研究第一个问题，加速度和力的关系。

一、制定实验方案时的两个问题

这个实验需要测量的物理量有三个：物体的加速度、物体所受的力、物体的质量。质量可以用天平测量，并不困难，本实验要解决的主要问题是怎样测量加速度和怎样提供与测量物体所受的力。

1．怎样测量（或比较）物体的加速度

如果物体做初速度为0的匀加速直线运动，那么，测量