资源简介

实验：探究加速度与力、质量的关系
一、教学目标
1.物理观念
（1）明确实验的操作步骤和各种注意事项，理解实验数据的各种处理方法
（2）经历探究加速度与物体受力、物体质量的关系的过程，设计出方便的表格。
2.科学思维
学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点
教学重点：如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
教学难点：实验数据的分析与处理。
三、教学分析
学生们在前面已经学习了力、物体的运动描述、以及牛顿第一定律。对力与运动的关系有了简单的认识。也对测量物体运动的加速度方法和实际操作都比较熟悉。在本节教学中，我们将教材中一节课的内容分解为两节课进行教学：第一小节是探究加速度与力、质量关系的实验方案的确定；第二节是在实验室中根据学校实际所有器材进行实验探究加速度与力、质量关系的研究，力图在本节课让学生体会探究过程，并且在探究中找到加速度与力、质量的关系。
四、教学过程
活动1【导入】
问题1:本节课研究物体运动的加速度大小跟什么有关,请同学们先猜一猜加速度大小跟什么有关
问题2:请同学们猜一猜加速度与力、质量有什么关系,列举出实例。
如果学生说不出实例,教师可以列举以下典型的例子:绿灯亮后,摩托车先冲出,然后小轿车,最后载重货车,说明质量大加速度小;方程式赛车的发动机功率大,启动快,加速度大,说明力大加速度大。
问题3:能否从理论上验证力越大,加速度越大;质量越大,加速度越小是合理的
参考答案:力是改变运动状态的原因,力大运动状态容易改变,而运动状态的改变快慢是用加速度来描述的,因此力大,加速度大;质量是惯性大小的量度,质量大,惯性大,运动状态难改变,即加速度小。
教师注意:学生回答这一问题时,容易用举实例法,教师注意引导从理论出发。
问题4:研究一个物理量同时与两个物理量有什么关系,应当采用什么方法
学生很容易回答出用控制变量法。
问题5:初中用过这种办法吗 举例说明。(安排此问题的目的是向学生进行物理学研究方法的教育)
参考答案: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。
问题6:保持质量一定,怎样研究加速度与力的关系,或保持力一定,怎样研究加速度与质量的关系
学生会回答出用打点计时器测出几个加速度及所对应的力,分析加速度与力关系或加速度与质量关系,若不提测加速度,可追问如何测出加速度。
问题7:鉴于用纸带测出加速度是我们已经掌握的一种技能,因此本次探究加速度与力、质量关系不想用此方法。请同学们另外设计出一种切实可行的实验方法
(1)阐述实验的理论依据及对实验方法的初步设计。
(2)在此理论框架内,具体的实验方案是什么
在学生讨论期间,教师巡视参与讨论交流,如果时间过半还有一些组提不出方案,教师可提醒该组学生参考课本43页“做一做”栏目,再讨论.
参考答案:
理论依据及初步设计:两物体均做初速度为零的匀加速直线运动,由x= 知,相同时间内的位移关系,就是他们的加速度关系。
学生在阐述时可能(1)(2)两个问题混在一起说出,只要合理、清晰即可;另外理论依据与方案课本上都有,学生看了课本就很容易回答此问题。
引申问题:在此理论依据下,能否再设计出一种实验方案,组内讨论10分钟后组长发言。(讨论后,刚才只提出课本上方案的组重点发言,已经提出不同于课本上方案的组也可以再提出第3种方案。)
教师组织同学们对各种方案进行评价,只要合理可行即可。
最后教师指出:
本节课用课本78页的方案。
问题8:绳拉小车的力是小车受的合力吗
学生很容易提出还有摩擦力。
问题9:我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的合力,否则还要计算滑动摩擦力,使问题复杂化,那么怎样去掉摩擦力呢 组内讨论5分钟后组长发言。参考答案:
(1)用重力分力平衡掉摩擦力(教师可投影图片解释),为此可以倾斜木板,直到小车放上后恰能静止或被轻推后匀速。
(2)减小摩擦力直到可忽略,可采用气垫导轨。
活动2【活动】做实验并记录、分析数据，得出结论
1.为了节省时间,教师给学生做一下分工,
1-5组探究加速度与力的关系,设计表格(见学案);
6-10组探究加速度与质量的关系,设计表格(见学案),要填写好表格。
2.平衡摩擦力时不必将拴有口杯小桶的绳子解下,车后拖的绳子也不用解下,放在车上即可。
3.注意铁夹子的位置。
4.注意实验中同学之间互相配合,如谁扶住板,谁控制铁夹开启、闭合,谁负责更换砝码和保证绳在滑轮内并负责保护仪器,谁负责测量记录等。
活动3【讲授】分析实验数据并得出结论
让学生分析表二和表四,并得出结论。
参考答案:在两车质量一样的情况下,实验车受的力是参照车的多少倍,加速度就是参照车的多少倍,说明加速度与力成正比;在两车受力一样的情况下,实验车总质量是参照车的几倍,加速度就是参照车的几分之一,说明加速度与质量成反比。

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