沪科版高中物理必修一教案5.2探究加速度与力质量的关系

新授课课时教案科目：物理教师授课时间：第17周星期三2017年12月25日单元（章节）课题第五章研究力和运动的关系本节课题5.2探究加速度与力、质量的关系课标要求更重要的是如何设计实验、处理实验数据、得出结论的全过程获取新知识的能力三维目标知识与技能1．通过实验研究，经历物理规律的探究过程。2．体验用控制变量研究问题的物理方法。3．体会用“图象法”发现物理规律的方法。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，处理实验数据，得出结论．（3）、帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。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）、使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能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．教材分析“探究加速度与力、质量的关系”学生第一次遇到用实验探究一个物理量同时跟两个物理量有关的多元问题，引导学生去寻求研究问题的实验方法，通过探究注重的是问题的提出与发现。学情分析用长木板平衡摩擦力的方法，实验的误差较大，学生分析：原因摩擦力较大，由于平衡摩擦力时匀速下滑也难以确定教学重难点教学重点：怎样测量物体的加速度怎样提供和测量物体所受的力教学难点：指导学生选器材，设计方案，进行实验。作出图象，得出结提炼的课题教学手段运用教学资源选择实验、PPT、练习册等教学过程教师个性化修改【教学过程】一、研究问题的提出1．提出问题：赛车起动时可以获得很大的加速度，为什么？结合身边的实例说明：物体的加速度的大小与什么因素有关？师生总结出定性的结论：力越大，加速度越大，质量大，加速度小。2．老师明确研究的问题：探究加速度与力、质量定量关系问题引导：加速度与力、质量都有关系，如何研究？师生总结控制变量法：（1）质量一定，a与F的关系；（2）外力一定，a与M的关系。老师引导：根据你的经验，你认为a与F的关系、a与M的关系可能存在怎样的定量关系？学生猜想：（1）质量一定，a与F成正比；（2）力一定，a与M成反比。老师引导：如何通过数据处理，验证猜想是否正确？师生总结数据处理的方法：画a与F、a与1/M图像。二、师生交流评估，设计、优化实验方案1．老师引导，设计实验方案。探究物体的加速度与力、质量的关系，你要处理好下面两个问题：（1）怎样给物体提供一个可以测量的外力？（2）如何测量物体的加速度？（利用打点计时器或数字毫秒计测量）请同学们认真思考，提出自己的方案。2．自主设计。学生自主设计出下面两个典型的方案。从方案1到方案2可做适当引导。方案1：F=mgμMg测出砝码与小车的质量、动摩擦系数，就可以得到小车受到的合力。

方案2：F=Mg（sinθ－μcosθ）=Mg（sinθ－tanβcosθ）测出小车的质量、sinθ、cosθ、tanβ，就可以得到合力。β角为斜面上小车刚好匀速下滑的位置。

3．师生交流评估，优化实验方案。老师引导：我们用方案2进行实验，为简化测量，取斜面长度为AB=1米，上述三角函数的测量就简单很多。斜面倾角为β角时，小车沿斜面匀速下滑，如图3sinθ=AC/AB=AC

cosθ=BC/AB=BCμ=tanβ=DC/BC=DC/cosθ也就是：

DC=μcosθ

(1)sinθ－μcosθ=ACDC=AD

(2)F合力=Mg×AD

(3)4．提出问题：用该实验装置，质量不变时候，怎样获得不同的外力？改变AD长度)质量改变时，怎样保证小车的外力不变？(使Mg×AD不变)如图4，老师介绍方案2的实验仪器的使用：中旋转基板定位于图3中BD位置。三角斜面插入轨道，将轨道相对中旋转基板转过一定的角度，由米尺1测量出AD（sinθ－μcosθ）的数值，得到F合力的绝对数值。也可以通过斜面上的刻度AE直接读出AD（sinθ－μcosθ）的数值。米尺就不需要了。AE对AD还起到放大作用。

图4

三、学生进行实验。要求首先设计实验步骤，然后进行实验。（一）研究质量不变时，外力与加速度的关系的实验：（1）如图4调整垫块的位置，通过数值毫秒计（或打点计时器）的监控，使小车恰沿着斜面匀速下滑。（2）三角斜面插入轨道，改变三角斜面斜边的插入长度，使AD为0．5cm、1cm、1．5cm、2cm、2．5cm，AD就相应变成1倍、2倍、3倍、4倍、5倍，通过数字毫秒计（或打点计时器），测出对应的加速度。（3）交流合作

共享成果：

次数AD(F)a（m/s2）11F0．49687946422F1．07262433133F1．5977288744F2．16101083355F2．572436751

（二）探究受力一定，a与M的关系的实验：（1）调整可移动垫块的位置，通过数值毫秒计（或打点计时器）的监控，使小车恰沿着斜面匀速下滑。(2)三角斜面插入轨道，改变小车的质量，并同时改变插入的三角斜面的斜边的长度，使Mg×AD持不变，则合力不变化，通过数字毫秒计（或打点计时器），测出不同的质量所对应的加速度。

（3）交流合作

共享成果：测量表格2：Mg×AD9．3，保持不变，合外力不变。

次数M（Kg）AD1/Ma（m/s2）10．313．03．233．10520．412．272．442．36130．511．821．961．92440．611．521．641．48350．711．311．411．281

四、得到结论师生总结两堂课的实验结果，得到牛顿第二定律。五、实验思考如果采用方案1，应怎样简化数据的测量？（倾斜斜面，平衡摩擦力）如果采用方案1，在加速度较大的时候，误差如何？应如何减少误差？在方案2中已经包含了方案1中简化实验的思想方法，同学能够进行迁移，由于已经通过方案2得出了牛顿第二定