实验：探究加速度与力、质量的关系教学设计

PAGEPAGE44.2实验：探究加速度与力、质量的关系教学设计教材分析：《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1“中涉及到本节内容：”通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。“本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。本节内容是新人教必修一第四章第二节内容，是学生上高中以来接触到的第二个探究性实验，和前一个一样，本实验只给出了实验的基本思路，而没有给出确定的实验方案，实验方案和器材的选用都由学生自己设计。不过作为提示，书中提醒学生注意两个方面的问题，还给出了一个”参考案例“，这个案例是采用常见仪器设计的实验，具有普遍意义和具体指导作用。本节课，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的重现，现在改为探究性实验，注重的是问题的提出与研究，体现了新课标注重培养学生的探究能力、动手能力、观察和总结能力的特点。三维目标：（一）知识与技能1、学会通过实验探究物体加速度与力、质量的关系2、在实验中掌握打点计时器的用法3、对自己的实验结果进行归纳分析（二）过程与方法1、根据所学知识及日常经验初步分析a、F、m三个物理量间的关系（定性分析）。2、采用控制变量的方法，通过实验对a、F、m三个物理量间的数量关系进行定量研究；3、运用列表法及图象法处理数据；根据实验数据，归纳、推理实验结论（定量分析）。（三）情感态度与价值观1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神2、学会与他人合作、交流，具有团队意识和团队精神。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．教学方法探究法、讲授法、讨论法、练习法教具多媒体课件，玩具汽车，小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平教学过程复习上节课所讲的内容及作业布置的检测（1）请部分同学回忆上节课牛顿第一定律的内容。（2）检查学生预习的效果及导学案完成的情况。新课引入：创设情景、展示目标学生活动：请班上两同学到讲台上推桌子，让同学们仔细观察回答问题，如下情景：让学生猜想：当质量m相同时，用大小不同的力、，当时，此时m物块速度变化快（即加速度比较大）的是哪个力作用？当外力F相同时，作用在不同的物体，当时，此时两物块速度变化快（即加速度比较大）的是那个物体？分组讨论6.保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M，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．8．计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入表格2.表格2物体受到的外力一定，加速度与质量的关系实验次数加速度a/(m·s－2)小车与砝码总质量M/kg小车与砝码总质量的倒数eq\f(1,M)/kg－112345五、数据处理1．计算法测得加速度或加速度之比(等于位移之比)后，通过计算看看是否满足eq\f(a1,a2)＝eq\f(F1,F2)、eq\f(a1,a2)＝eq\f(M2,M1).2．图象法(1)分析加速度和力的关系依据表格1，以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a­F关系图象，如图4­2­2所示，由此得出结论．图4­2­2(2)分析加速度和质量的关系依据表格2，以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量M或eq\f(1,M)为横坐标作出a­M或a­eq\f(1,M)关系图象，如图4­2­3所示，据图象可以得出结论．图4­2­3(3)实验结论：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比．六、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，不管以后是改变小盘和重物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总质量远大于小盘和重物的总质量．只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手．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两侧．离直线较远的点是错误数据，舍去不予考虑．七、误差分析产生原因减小方法偶然误差质量测量不准、计数点间距测量不准多次测量求平均值小车所受拉力测量不准①准确平衡摩擦力②使细绳和纸带平行于木板作图不准使尽可能多的点落在直线上或均匀分布在直线两侧，误差较大的点舍去系统误差小盘及重物的总重力代替小车所受的拉力使小盘和重物的总质量远小于小车的质量八、巩固练习1．为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选(c)A．a－m图象 B．m－a图象C．a－eq\f(1,m)图象 D.eq\f(1,m)－a图象2．如果a－eq\f(1,m)图象是通过原点的一条直线，则说明(b)A．物体的加速度a与质量m成正比B．物体的加速度a与质量m成反比C．物体的质量m与加速度a成正比D．物体的质量m与加速度a成反比3．在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是(bcd)A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B．连接砝码盘和小车的细绳应与长木板保持平行C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车4、某两个同学分别按步骤做该实验时，各自得到的图像如图甲和乙所示，则出现此种现象的原因甲是________，乙是_______。板书设计1.实验方法：控制变量法：测量物体加速度a