2实验：探究加速度与力、质量的关系课堂实录【2】

2　实验：探究加速度与力… 高中物理       人教2003课标版

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．通过实验演示，探究加速度与力和质量的定量关系

3．培养学生综合分析能力

过程与方法

1．引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．引导学生自己设计实验，根据自己的实验设计进行实验演示

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

本次上课的四个班均为高一平行班，其学习能力也是非常薄弱的，从数据上看，三类以上学生仅18人，绝大部分为四类、五类学生（示范中学一般为一类生，普通中学正常录取一般为五类生）。从前一阶段的教学反馈来看，相当部分的学生数学能力欠缺，甚至连 都无法正确计算出加速度，至于动手实践能力、独立思考与探究能力则是全面落后，普遍缺乏独立探究的精神与能力。

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

4.．如何提出实验方案并使实验方案合理可行。

5.．实验数据的分析与处理。

教学过程

    1、引入

    多媒体：神8、天宫一号的发射与姿态调整

    师：发射加速、姿态调整都是运动状态发生变化的过程，我们前面已经学过物体运动状态发生变化需要力、运动状态发生变化产生了加速度、质量的大小对物体运动状态的改变有很大的影响，那么，力、质量、加速度之间到底存在什么定量的关系，是我们牛顿第二定律可以彻底解决的问题。

    2、新课

    师：要研究一个量与多个量之间的关系，我们有什么好的办法？以前遇到过这种情况吗？

    生：控制变量法。电流与电压、电阻的关系

    师：在这个问题中，我们希望了解加速度与力和质量的关系，我们控制什么？研究什么？

    生：先控制质量不变，研究加速度与力的关系

  【模块1】质量一定时，加速度与力的关系

师：我在上面罗列了以下器材，我们的研究对象是小车，请大家认真思考，你如何利用以下器材，研究质量一定时，加速度与力的关系？

生：生1~生4

（降阶）师：如何测量（或比较）小车a的大小？

    生1：（课本版）两辆质量相同小车，不同F，运动时间t相同，由 ，在时间t相同的情况下，位移s和加速度a成正比，所以s大的a大（ ）；

    生2：两辆质量相同的小车，不同F，运动位移s相同，由 ，t短的a就大；

    生3：测出s和t，由 ，可直接算出a的大小；

    生4：让小车拉着纸带通过打点计时器，由 ，可以直接算出a的大小

    师：点评以上方法的优缺点，并指出本课选择测s和t，算出a的方法（简便易行）

    师：如何提供和测量小车所受的外力？

    生：用砝码即可

实验演示，数据记录和处理

质量m一定，s = 0.7m（小车加载6个砝码，增大小车质量，减少系统误差）

次数

F(N)

t(s)

1

0.1

2

0.2

3

0.3

4

0.4

5

0.5

师：观察以上数据，我们可以看出什么？

生：力大，加速度也大（加速度与力成正比）

师：两种描述一样吗？如何证明是否成正比？

生：作图

师：请大家做a-F图，从数学上来讲，如果所连图线过原点，我们说两者成正比例关系

讲解描点作图的要求（PPT，舍、穿、对称），学生版演

因为没有平衡摩擦力，理论上应该做出下图

师：这是正比例图象吗？（不是）从图上可以看出，怎么小车已经受到了力时，却没有加速度？

生：……

师：由于存在阻力的影响。

需要指出的是，小车所受的拉力并非小车所受的合外力，我们需要适当的将板的一端垫高，让小车（小车拉着纸带）正好能在斜面上匀速下滑，让重力的分力与阻力平衡（平衡摩擦力）。（至于加速过程中拉力小于砝码重力，以后再做解释）

平衡摩擦力，重做实验，得到过原点的a-F图，证明质量一定时，加速度和力成正比

版书：m一定时，a F

【模块2】力一定时，加速度与质量的关系

放手由学生上台实验演示，记录数据，得出图象

实验演示，数据记录和处理

力F = 0.2N一定，s = 0.7m，小车初始质量约200克，50g一跳

次数

m(kg)

t(s)

(kg-1)

1

0.20

5.0

2

0.25

4.0

3

0.30

3.3

4

0.35

2.9

5

0.4

2.5

6

0.45

2.2

7

0.50

2.0

版书：F一定时，a

【模块2简版】力一定时，加速度与质量的关系

采用对比实验，小车所受F一样，但小车质量不一样，重复实验，在相同的时间里，质量小的那辆小车位移大，加速度大，定性说明加速度与质量成反比

3、小结与课堂巩固练习

略

版书设计

          牛顿第二定律  第1课时

m一定时，a F

F一定时，a

2　实验：探究加速度与力、质量的关系　

2　实验：探究加速度与力、质量的关系　

教学过程

    1、引入

    多媒体：神8、天宫一号的发射与姿态调整

    师：发射加速、姿态调整都是运动状态发生变化的过程，我们前面已经学过物体运动状态发生变化需要力、运动状态发生变化产生了加速度、质量的大小对物体运动状态的改变有很大的影响，那么，力、质量、加速度之间到底存在什么定量的关系，是我们牛顿第二定律可以彻底解决的问题。

    2、新课

    师：要研究一个量与多个量之间的关系，我们有什么好的办法？以前遇到过这种情况吗？

    生：控制变量法。电流与电压、电阻的关系

    师：在这个问题中，我们希望了解加速度与力和质量的关系，我们控制什么？研究什么？

    生：先控制质量不变，研究加速度与力的关系

  【模块1】质量一定时，加速度与力的关系

师：我在上面罗列了以下器材，我们的研究对象是小车，请大家认真思考，你如何利用以下器材，研究质量一定时，加速度与力的关系？

生：生1~生4

（降阶）师：如何测量（或比较）小车a的大小？

    生1：（课本版）两辆质量相同小车，不同F，运动时间t相同，由 ，在时间t相同的情况下，位移s和加速度a成正比，所以s大的a大（ ）；

    生2：两辆质量相同的小车，不同F，运动位移s相同，由 ，t短的a就大；

    生3：测出s和t，由 ，可直接算出a的大小；

    生4：让小车拉着纸带通过打点计时器，由 ，可以直接算出a的大小

    师：点评以上方法的优缺点，并指出本课选择测s和t，算出a的方法（简便易行）

    师：如何提供和测量小车所受的外力？

    生：用砝码即可

实验演示，数据记录和处理

质量m一定，s = 0.7m（小车加载6个砝码，增大小车质量，减少系统误差）

次数

F(N)

t(s)

1

0.1

2

0.2

3

0.3

4

0.4

5

0.5

师：观察以上数据，我们可以看出什么？

生：力大，加速度也大（加速度与力成正比）

师：两种描述一样吗？如何证明是否成正比？

生：作图

师：请大家做a-F图，从数学上来讲，如果所连图线过原点，我们说两者成正比例关系

讲解描点作图的要求（PPT，舍、穿、对称），学生版演

因为没有平衡摩擦力，理论上应该做出下图

师：这是正比例图象吗？（不是）从图上可以看出，怎么小车已经受到了力时，却没有加速度？

生：……

师：由于存在阻力的影响。

需要指出的是，小车所受的拉力并非小车所受的合外力，我们需要适当的将板的一端垫高，让小车（小车拉着纸带）正好能在斜面上匀速下滑，让重力的分力与阻力平衡（平衡摩擦力）。（至于加速过程中拉力小于砝码重力，以后再做解释）

平衡摩擦力，重做实验，得到过原点的a-F图，证明质量一定时，加速度和力成正比

版书：m一定时，a F

【模块2】力一定时，加速度与质量的关系

放手由学生上台实验演示，记录数据，得出图象

实验演示，数据记录和处理

力F = 0.2N一定，s = 0.7m，小车初始质量约200克，50g一跳

次数

m(kg)

t(s)

(kg-1)

1

0.20

5.0

2

0.25

4.0

3

0.30

3.3

4

0.35

2.9

5

0.4

2.5

6

0.45

2.2

7

0.50

2.0

版书：F一定时，a

【模块2简版】力一定时，加速度与质量的关系

采用对比实验，小车所受F一样，但小车质量不一样，重复实验，在相同的时间里，质量小的那辆小车位移大，加速度大，定性说明加速度与质量成反比

3、小结与课堂巩固练习

略

版书设计

          牛顿第二定律  第1课时

m一定时，a F

F一定时，a