2实验：探究加速度与力、质量的关系教案2

2　实验：探究加速度与力… 高中物理       人教2003课标版

•理解物体运动状态的变化的快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。

•通过实验探究加速度与力的定量关系。

新课标较原有的教学大纲更注重对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力的培养，以本节课为例，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现，而现在变为探究，注重的是问题的提出与发现。本节课以实验的形式出现，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是如何设计实验，如何提出问题，以及如何操作，如何进行数据处理，分析并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的方法和技巧。至于学生自己设计的方案不管是否符合要求，不管实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的

指导学生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。

•学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验。

•对实验数据进行处理，看能得出什么结论。

控制变量法的使用。

如何提出实验方案并使实验方案合理可行。

实验数据的分析与处理。

•理解物体运动状态的变化的快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。

•通过实验探究加速度与力的定量关系。

控制变量法的使用。

如何提出实验方案并使实验方案合理可行。

实验数据的分析与处理。

如何提出实验方案并使实验方案合理可行。

实验数据的分析与处理。

一、探究加速度与力、质量的关系?

   1．用天平测出小车和小盘(包括其中砝码)的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来．

2．如图将实验器材安装好(小车上不系绳)．

   3．把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，平衡摩擦力．

   4．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力mo g．

    5．保持小车的质量不变，改变小盘(包括其中砝码)的质量，重复步骤4多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好相应纸带重物的重力m1g、m2 g…

表1：M不变，加速度a与受力的关系

实验次数n

小车受力F/N

加速度a/(m·s－2)

1

2

3

4

5

…

    6．保持小车所受的合外力不变，在小车上加砝码，并测出小车和放上砝码后的总质量M1，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码．

    7．继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码．

表2：F不变，加速度与质量的关系

实验次数n

小车质量M/kg

加速度a/(m·s－2)

1

2

3

4

5

…

    8．利用以上两表中的数据，分别在坐标系中作出M不变时，a一F图象和F不变时，a一M图象．

针对训练

1．如图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为砂桶，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池，电压为6 V，G是电键，请指出图中的三处错误。

二、分析、归纳、探究结论?

1．你在图 (a)中画出的a一F图象是通过原点的直线吗?说明a与F成什么关系?

    2．你在图 (b)中画出的a一M图象是直线吗?你能从(b)图中得出a与质量M的定量关系吗?

3．你在图 (c)中画出的a一 图象是过原点的直线吗?你能由图象得出a与M的关系吗?

    4．在误差允许的范围内得出的结论是：  当M不变时，a与F成正比关系；  当F不变时，a与M成反比关系．

   【特别提醒】本实验中利用图象处理数据的优点： (1)直观地看出两个物理量间的关系；  (2)有效地减小实验误差，并排除实验中的错误数据．

    注意事项

    1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．

    2．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．

    3．各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度．

    4．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．

    5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放纸带．

    误差分析

    1．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．

    2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘及砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘及砝码的总重力)，存在系统误差．小盘及砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘及砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小．

    3．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上点的距离相等．

针对训练

a/(m·s－2)

2.04

2.66

3.23

3.98

M/kg

2.00

1.50

1.25

1.00

2．在探究加速度与力、质量关系的实验中，若测得某一物体受力F一定时，a与M的关系数据如下表所示：

 (1)根据表中所列数据，画出a一 图象．

(2)由a一 关系可知，当F一定时，a与M成       关系

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　

•理解物体运动状态的变化的快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。

•通过实验探究加速度与力的定量关系。

控制变量法的使用。

如何提出实验方案并使实验方案合理可行。

实验数据的分析与处理。

如何提出实验方案并使实验方案合理可行。

实验数据的分析与处理。

一、探究加速度与力、质量的关系?

   1．用天平测出小车和小盘(包括其中砝码)的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来．

2．如图将实验器材安装好(小车上不系绳)．

   3．把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，平衡摩擦力．

   4．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力mo g．

    5．保持小车的质量不变，改变小盘(包括其中砝码)的质量，重复步骤4多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好相应纸带重物的重力m1g、m2 g…

表1：M不变，加速度a与受力的关系

实验次数n

小车受力F/N

加速度a/(m·s－2)

1

2

3

4

5

…

    6．保持小车所受的合外力不变，在小车上加砝码，并测出小车和放上砝码后的总质量M1，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码．

    7．继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码．

表2：F不变，加速度与质量的关系

实验次数n

小车质量M/kg

加速度a/(m·s－2)

1

2

3

4

5

…

    8．利用以上两表中的数据，分别在坐标系中作出M不变时，a一F图象和F不变时，a一M图象．

针对训练

1．如图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为砂桶，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池，电压为6 V，G是电键，请指出图中的三处错误。

二、分析、归纳、探究结论?

1．你在图 (a)中画出的a一F图象是通过原点的直线吗?说明a与F成什么关系?

    2．你在图 (b)中画出的a一M图象是直线吗?你能从(b)图中得出a与质量M的定量关系吗?

3．你在图 (c)中画出的a一 图象是过原点的直线吗?你能由图象得出a与M的关系吗?

    4．在误差允许的范围内得出的结论是：  当M不变时，a与F成正比关系；  当F不变时，a与M成反比关系．

   【特别提醒】本实验中利用图象处理数据的优点： (1)直观地看出两个物理量间的关系；  (2)有效地减小实验误差，并排除实验中的错误数据．

    注意事项

    1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．

    2．实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．

    3．各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度．

    4．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．

    5．小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放纸带．

    误差分析

    1．质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．

    2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘及砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘及砝码的总重力)，存在系统误差．小盘及砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘及砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小．

    3．平衡摩擦力不准造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上点的距离相等．

针对训练

a/(m·s－2)

2.04

2.66

3.23

3.98

M/kg

2.00

1.50

1.25

1.00

2．在探究加速度与力、质量关系的实验中，若测得某一物体受力F一定时，a与M的关系数据如下表所示：

 (1)根据表中所列数据，画出a一 图象．

(2)由a一 关系可知，当F一定时，a与M成       关系

• 优点:

  从教学设计，ppt等方面来看，教师设计活动有所哦创新，老师在教学新知时循循善诱，让学生学习起来毫不费力，分发挥了学生的主动性，教学设计很好，引导得也很到位，同时还让学生体会到学生与生活的联系。

• 缺点:

  缺少课后作业。