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1、实验探究：加速度与力、质量的关系教学设计【教学内容分析】本节是鲁科版物理（必修）第六章第节的第课时。“新课程对本课的要求是：通过实验探究加速度与物体受力、物体质量的关系。通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系图像，根据图像写出加速度与力、质量的关系式。体会研究过程中的科学方法。【学情分析】学生已知道加速度、位移的概念，使用过打点计时器，并会测加速度；已经会使用天平测质量；会对物体进行正确的受力分析；已经知道了牛顿第一定律的内容；已经使用过控制变量法研究物理问题；已经有接触过光电门和气垫导轨（第3章、匀变速直线运动的研究）。【设计思想】 .分析生活实例，创设情景
2、，让学生得出与、m的定性关系。 .让学生猜想它们的定量关系，并提出研究方法控制变量法。 .通过教师不断的引导及学生的积极思考、讨论，使学生自己提出此实验的多种测量方法。（）测量加速度：用打点计时器或者用位移s表示加速度。（）测质量：用天平来测量。（）小车的合外力的测量：让学生知道不能用弹簧秤直接测量，猜想到用重物通过定滑轮去拉小车（教师提示：当重物的质量车时，可认为，至于原因留到下节课再解释），引导学生提出利用适当的斜面平衡摩擦力。.介绍数据处理方法：启发学生画出，的关系图研究数据关系。.学生分组实验，分工合作，交流做法，共享数据，培养学生的团队合作精神，提高课堂效率。6.本节课内容较多时间有
3、限，设计实验时可采用学生分工合作的办法和直接采用已知质量的钩码（而不采用沙桶）的办法来节约时间。【教学目标】 一、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，与质量也有关。2通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。3培养学生动手操作能力。二、过程与方法1指导学生探究加速度与力和质量的关系，知道用控制变量法进行实验。2引导学生自己设计实验，并根据设计进行实验。3对实验数据进行处理，并能根据数据结果得出结论。三、情感、态度、价值观1通过实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。2通过探究激发学生的求知欲和创新精神。 3培养与人合作的团队精神。【教学重点】1控制变量法的使用。2用图
4、像法研究a与力F、质量m的关系。【教学难点】1控制变量法的使用（如何用控制变量法研究加速度和力、质量的关系）2实验的操作过程。3怎样使用图像法研究实验数据。【教学用具】多媒体课件，打点计时器24个，带铁夹的小车（24辆，每辆车上贴上质量为200g），一端带有滑轮的长木板（24个），50g规格钩码24盒（每盒10个），刻度尺（米尺），线绳若干，纸袋若干，计算机和大屏幕投影系统一套，计算器。【教学要求】上课地点为实验室，共分成12组，4个学生一组（每组再分成2个小组，实验时一组先做a与F的关系、另一组先做a与m的关系）。【课时安排】 1课时（45分钟）【教学过程设计】教学环节及时间安排教师活动学生
5、活动教学资源安排激发兴趣，引入新课（4 min）1.复习提问前面一节，我们学习了牛顿第一定律，它讲的是什么内容？2.引入由牛顿第一定律可知：如果物体受到的合外力不等于零，则物体的运动状态将会怎样？一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。物体的运动状态会改变。教学环节及时间安排教师活动学生活动教学资源安排激发兴趣，引入新课（4 min）即速度改变，从而产生加速度。由此可见加速度的产生原因是什么?所以加速度的大小应该与力有关，那么加速度的大小还与什么因素有关吗？请举例说明。从这些例子我们可以初步得到什么结论？具体是什么样的关系？那么我们要如何研究它们之间的关系呢？（
6、提示：在讨论电流与电压、电阻两个量是什么关系时；在讨论压强与压力、作用面积两个量是什么关系时。）力是产生加速度的原因。加速度的大小还与物体的质量有关。用大小不一样的力量推同一辆车，力量大的加速度大；用同样大小的一个力推质量不一样的两辆车质量小的加速度大。物体的加速度a与物体受到的合外力F合及物体的质量有关系。物体受力越大，物体加速度越大；物体质量越大，物体加速度越小控制变量法。板书一、猜想：a与F成正比，与m成反比教学环节及时间安排教师活动学生活动教学资源安排设计实验（12 min）1.实验方法：控制变量法2.分析讨论各物理量的测量方法。（1）加速度a可以怎样测量加速度a？（2）物体的质量m可
7、以用什么测出来？（3）物体的合外力F合（此处是本节课的重、难点）要怎么测在水平面上做匀加速直线运动的物体的合外力F合？我们以前用什么仪器来测力的大小？这样测好吗？能保证物体做匀变速直线运动而不影响它吗？此物体受到的合外力有多大？怎么样能比较方便地测出F合？小车在匀速运动时，重物也在匀速下滑，此时拉力F的大小等于G1，若小车加速运动时拉力的大小就不再等于G1。实际上当重物的质量mm车时可以认为FG0。为什么会这样学生小组讨论后回答：方法一：物体的加速度可以用打点计时器、纸带来测量，用逐差法或者图像法计算a。方法二：可以用光电门来求加速度。（目前实验设备较少）用天平测量。（若使用已知质量的钩码，便
8、省去测量时间）用弹簧测力计去拉这个物体。不好！不能！F合=F-f进行小组讨论，然后回答。可以通过定滑轮去拉小车。绳子的拉力F大小就等于重物的重力G1。板书二、实验方法：控制变量法。三、各物理量的测量方法：（1）加速度a：用打点计时器；（2）物体的质量m：天平。（3）物体的合外力F合。教学环节及时间安排教师活动学生活动教学资源安排设计实验(12 min)下次课再解释。那么如何解决摩擦力的问题呢？动摩擦因数未知，要用这种方法，需要先求出。有没有别的方法？或者我们最希望Ff等于多少？有方法实现吗？可以用什么方法使Ff大大地减少，几乎为零。（适当地讲解磁悬浮列车，扩展课外知识）如果实验室里面没有气垫导
9、轨，也没有磁悬浮的装置，有没有成本更低的方法？（若学生不会做答，可适当提示，让学生看书本P107的文字说明）若能知道动摩擦因数，用mg可算出Ff。希望Ff等于零。可以用气垫导轨。为了消除摩擦力的影响，必须将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，用重力的分力来抵消摩擦力，以使小车不挂重物时恰能匀速向下运动。每组提供一个打点计时器、纸带、带定滑轮的长木板，带铁夹的小车，钩码一盒实验步骤讲解(3 min)1、加速度与受力的关系先平衡摩擦力，保持小车质量m不变，测出所挂钩码的质量，挂上钩码后小车由静止释放。根据纸带上的打出的点算出加速度；改变所挂钩码的数量，重复几次实验，将几次数据填入表格中。实验次数n123
10、45小车受力F/N加速度a教学环节及时间安排教师活动学生活动教学资源安排实验步骤讲解(3 min)2、加速度a与物体质量的关系保持合外力不变，也就是挂固定数量的钩码，挂上后小车由静止释放。根据纸带上的点测出加速度。通过在车身上放钩码，改变小车的质量，重复实验，将几次实验数据填入表中。3、为了节约时间，也为了培养团队精神，四人组成一小组，每2人一桌，其中两人先研究加速度与受力的关系，另外两人研究加速度与物体质量的关系，都只测2次，做完后仪器不需整理，两桌交换位置继续做另外的一半实验。互换时，相互交流做法和进度，做完后两桌同学的数据共享，得出结论。实验次数n12345小车质量m/kg加速度a学生进
11、行分组实验(15 min)教师进行巡视，对实力较弱的小组进行指导，帮助他们完成实验。学生分组实验实验数据处理，得出结论(9 min)选择一组实验较成功的同学，将数据投影到大屏幕上，请同学自己分析数据得到以下结论：（请同学自己回答）1、在两车质量一样的情况下，受力越大加速度越大，受力越小加速度越小。、在拉力一样的情况下，质量越大加速度越小，加速度可能与质量成反比。教学环节及时间安排教师活动学生活动教学资源安排实验数据处理，得出结论(9 min)为了直观地反映出a与F是否成正比呢？我们可以借助图像，用横轴表示拉力F，用纵轴表示加速度a，将得到的五组数据描点，根据这几个点就可以连出加速度随拉力变化的
12、图像，并根据图像作出判断。a与m可能成反比，a-m图像不容易反应出相应的规律。如果a与m成反比的话，那么a就应该与1/m成正比，所以我们可以再试着做F不变时的a-1/m图像引导学生回答书本108页问题，并板书。各组利用5分钟的时间，做出a-F图像、a-m图像、a-1/m图像。得出结论，回答书本108页问题。板书四、结论1、当m不变时，a与F的关系是am。2、当F不变时，a与m的关系是a1/m。课堂小结并布置作业(2 min)1、课堂小结这堂课主要以实验为依据，采用控制变量法和图像法研究了a与F合、m的关系。这两种方法，在今后的学习中还会用到。用已掌握的知识设计实验、探索规律是物理研究的一种重要方法。2、作业完成实验报告。思考：还有什么方法可以用来研究本实验。
