高中物理第四章牛顿运动定律4.2实验探究加速度与力、质量的关系教案5新人教版必修1

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1、第四章第2节实验：探究加速度与力、质量的关系一、教材分析牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。本节内容是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探究过程。在教师的引导下学生进行设计研究，体会通过控制变量的物理研究方法与图像数据分析法。二、教学目标知识与技能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。过程与方法1.使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。2.指导学生根据原理去设计实验。3.帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物

2、理规律。情感态度与价值观1.通过实验探究激发学生的创新精神。2.使学生体验探索自然规律的艰辛与喜悦。3.培养学生的合作意识，相互学习、交流、共同提高的学习态度。三、教学重点难点　　教学重点1.探究方案的制定（如何测量加速度与如何提供恒定外力并测量）2.实验数据的处理方法教学难点指导学生设计合理的方案，作出图象，得出结论。四、教学用具：　第一组实验用具：附有滑轮与刻度尺的轨道两个、相同的小车2个、细线2条、钩码多个（用于提供牵引小车的力和改变小车的质量）、一根1-2米的长细绳。第二组实验用具：附有滑轮与刻度尺的轨道、小车1个、光电门2个、细线1条、配重多个（用于提供牵引小车

3、的力和改变小车的质量）。五、教学过程1、引入上节课我们学习了牛顿第一定律，请同学们回想牛顿第一定律阐述了什么内容？学生答：牛顿第一定律谈到一切物体总是保持匀速直线运动或静止的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。也就是说力能使物体的速度发生变化，产生加速度。那么当一个力作用在物体上时，物体的加速度大小又和哪些因素有关呢？带着这个问题，我们一起来观看两个视频。多媒体播放视频一：自制简易版仪器分离花生壳与花生膜同学们从该视频中可以得出什么结论呢？学生答：在相同大小的风力作用下，花生膜飞走了，花生果仁留下了。当力的大小一定时，质量越大，加速度越小。多媒体播放视频二：弹力

4、汽车在不同大小的弹力作用下的运动同学们从这个视频中又可以得到怎样的结论呢？学生答：两辆相同的小车从不同的位置拉回起点，使得小车内弹簧的拉力大小不同，拉力大的小车先到达终点，说明小车的加速度大。也就是说当物体质量一定时，力越大，加速度越大。图1图2总结：从以上两个视频中我们可以得到结论：当力的大小一定时，质量越大，加速度越小。当物体质量一定时，力越大，加速度越大。从这两个视频中我们可以看出物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关生活中是否还有其他实例也能说明它们之间的关系？学生回答：1.质量大的物体加速度小.如：并驾齐驱的大货车与小汽车在相同的制动力下，小汽车停下来用的时间

5、少.2.受力大的物体加速度大.如：赛车和普通小汽车质量相近，但赛车安装了强大的发动机，牵引力大，提速很快.（点评：通过类似的实例使学生获得感性认识，为下一步定量研究作好铺垫.下面我们来定量探究一下这三个量之间的关系。）看来我们已经得到加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定性关系，但是物理研究不能只满足与这样的定性关系，这节课我们就一起来探究这三者的定量关系。（板书：标题）2、正课2.1研究方法若想要研究这三个物理量之间的关系，我们应该使用怎样的研究方法？学生答：控制变量法。如何进行控制变量呢？学生答：当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之

6、间的关系。再保持另一个量不变时，研究其余两个量之间的关系。当我们探究加速度大小与力的关系时，我们控制物体质量不变，改变力的大小，测量加速度。当探究加速度大小与质量的关系时，我们控制合外力大小不变，改变物体质量，测量加速度。2.2研究对象为了使问题更加明确，我们以小车为研究对象，研究这辆小车在平直轨道上的运动。小车的前端挂有细线，细线绕过滑轮挂有重物，为小车提供一个恒定的拉力。2.3研究方案让学生阅读课本，根据课本内容或参考老师给出的教具，针对本节课探究的内容设计一个合理的实验方案，思考在该方案中各个物理量的测量方法，并画出实验草图。制定实验方案时的两个问题：1.怎样测量（

7、或比较）物体的加速度。2.如何提供恒定的合外力方案一：用打点计时器探究加速度与力和质量的关系学生简述实验思路：运用控制变量法探究加速度与力和质量的关系。当探究加速度与力的关系时，控制小车质量不变，改变钩码的数量，运用打点计时器测量加速度，将测得的加速度与对应的拉力数据进行分析。探究加速度与质量关系时，控制钩码数量不变，改变小车质量，同样利用打点计时器测得加速度，并分析数据。这个实验方案很好的利用了打点计时器来测量加速度，那么该实验中的外力如何测量？学生回答：钩码的重力。钩码的重力是小车所受合外力吗？我们一起对在平直轨道上运动的