实验探究加速度与力、质量的关系

实验：探究加速度与力、质量的关系设计人：学校学益学区姓名马红梅

课题：第四章第二节探究加速度与力、质量的关系第 1 课时

一、任务分析

1、本节内容在教材中的地位

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动手、动脑进行设计研究，体会通过控制变量来研究物理规律的重要方法，在研究电阻、电容等实验中都会用到此法，只有让学生在实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的。

2、学习本节所需要的基础知识

力、加速度的概念，控制变量法

3、学校、学生情况分析

从前几章知识可知，物体的速度是描述物体运动状态的物理量，物体的运动状态变化，是以速度这一物理量的变化表现出来的，而我们已经学习过的加速度又是描述物体速度变化快慢的物理量，所以第一个课题的确定就应是研究加速度与力的关系。而在相同力的作用下，由于物体的惯性不同，速度变化的快慢也不同，质量是物体惯性大小的量度，所以第二个课题的确定是研究加速度与质量的关系。

4、完成教学目标的策略和方法

本节课先通过多媒体展示的画面或通过复习前面的旧知识提出问题，然后通过实例大胆猜测（或作出假设），再通过实验搜集实验数据，利用图象通过对数据分析，得出结论来验证假设，最后反复验证得出定律.让学生深刻体会了探究实验的模式，培养了学生实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，深刻体验科学家探索自然规律的艰辛与喜悦.同时本节实验中的控制变量法是物理学研究问题的重要方法，本节课也让学生亲自设计实验方案、亲自动手操作，培养了学生的实验能力、动手能力。

二、教学目标

知识与技能

1、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。

2、通过实验探究加速度与力的定量关系。

过程与方法

1、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。

2、学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验。

3、对实验数据进行处理，看能得出什么结论。

情感、态度与价值观

1、通过实验探究，培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度。

2、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。

3、培养学生的团队合作精神。

三、重点难点

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。

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。

四、教学资源

1、实验器材（包括DIS）、学具：

小车，一端带定滑轮的长木板，带小盘的细线，砝码（规格：10g、20g、30g、40g，用作牵引小车的力），钩码（50g）4个（用来改变小车的质量），打点计时器，纸带，气垫导轨1套，刻度尺，秒表，计算机等。

2、课件：

多媒体课件

五、设计思路

1、本设计的依据和理由：

加速度既与力有关，又与质量有关，怎样通过实验研究它们间的关系呢？当一个物理量与多个因素有关时，为了弄清它们之间的关系，物理学中常用的一种方法叫做“控制变量法”，即：首先保持物体的质量不变，研究加速度与力的关系；然后保持物体所受的外力不变，研究加速度和质量的关系；最后经过总结推理，得出加速度与力、质量的关系。

本实验需要测量的物理量有加速度、力与质量，其中质量可用天平测量。那么，怎样测量（或比较）加速度呢？又怎样对物体提供和测量恒力呢？

2、突出重点的策略或方法：

（1）、本节课探究加速度与力的关系，学生已探究过小车速度随时间变化的规律，已具有了利用打点计时器测小车加速度的基本技能和方法，所以为大部分学生准备了足够的“利用打点计时器探究小车加速度与力关系”的实验器材。

（2）、本次探究为学生提供了气垫导轨1套，利用光电门测速研究，更具有利用先进设备研究问题的现代研究特色。

3、突破难点的策略和方法：

本次探究也为学生提供了课本P78图4．2-5的实验器材2套，此套方案虽不直接测出加速度，但利用“比较”的研究方法，不同于用打点计时器测出加速度，绘出a-F 图研究的方法，这样给学生自主选择的空间，学生更有主人翁的意识积极主动地参与研

究，也便于培养学生的发散思维，领悟用不同的方案、不同的方法研究，殊途同归。 4、本设计的特色或亮点：

以自主（自主设计方案、自主选择器材）、合作（四人一组协作）、探究为原则，注意结合学生和教材的特点选择不同的教学方法，以达到激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性，让学生饶有兴趣地参与到教学的全过程中来，经过自己的思维活动和动手操作获得知识的目的，从而体验到科学探究的全过程、其中的乐趣和成功感。

六、教学流程

1、教学主要环节：

讨论，实验，分析，总结 2、教学流程图：

3、教学流程图说明：

提出问题→猜想（作出假设）→进行实验（收集数据）→数据分析→得出结论→反复验证→得出定律.

4、板书、板画设计：

（一）、加速度与力的关系

1.实验思路：保持质量不变，探究a 与F 的关系

2.数据分析 （二）、加速度与质量的关系

1.实验思路：保持受力不变，探究a 与M 的关系

2.数据分析 （三）、制定实验方案时的两个问题 1.怎样测量（或比较）物体的加速度 2.怎样提供和测量物体所受的恒力 （四）、怎样由实验得出结论

七、操作案例

导入新课 情景导入

多媒体播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画面。

通过以上画面我们可以看出，摩托车启动很快，而载重汽车启动很慢，这是为什么呢？