资源简介

(共29张PPT)
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
人教版高中物理必修第一册第四章第二节
教材目标
01
目录
教学重难点
02
教法与学法
03
教学过程
04
教学反思与评价
05
教学目标
能用图像分析实验数据并得出实验结论。
理解探究加速度与力、质量的关系的科学探究方案，有控制变量的意识。
能设计实验方案并能完成实验；能根据数据得出结论，会分析产生误差的原因。
在实验的设计和实施中，增强学生的交流能力和实验操作能力，培养学生实事求是、科学探究的精神。
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度和责任
1
教学重难点
2
教学难点：
教学重点：
1.理解实验原理及设计；
2.能根据实验方案完成实验，记录和分析实验数据得出结论。
根据探究方案完成实验，运用对比实验得出实验结论，分析产生误差的原因。
教法与学法
3
教法与学法：
教法: 情境导入法 实验探究法 交流讲授法
学法: 实验探究法 合作交流法
一、创设情景、引入新课
播放生活中的实例视频，提出问题。
教学过程
4
从生活中战斗机、摩托车、赛车三者加速的快慢，可知加速度的大小与哪些因素有关？
二、基于观察，提出猜想
教学过程
4
生活经验
（1）竞赛用的小汽车，质量不很大，却安装着强大的发动机，可以获得很大的加速度。
（2）空载汽车从静止加速到100 km/h，只需十几秒的时间，而满载的货车加速就慢的多
实验体验
对乒乓球和橡胶球同时吹气，乒乓球速度变化较快。
二、基于观察，提出猜想
教学过程
4
定性猜想
a和m的测量方法
m 一定时，F越大，a越大
猜想一:a∝ F ，a∝ F2，
a∝F3.....
F 一定时，m 越大，a越小
猜想二: a∝ 1/m , a∝ 1/m2 ,
a∝ 1/m3.....
三、师生交流，探讨方案
1、确定研究方法
采用什么样的物理方法来研究 a与F、m的定量关系呢？
教学过程
研究方法：控制变量法
保持小车质量不变，研究加速度与力之间的关系
保持力不变，研究加速度与质量之间的关系
4
2、设计实验方案:
如何测量物体的加速度、质量和受到的合力？
怎样设计实验步骤？怎样选用和调试实验器材？
如何采集实验数据，怎样对实验数据进行分析？
教学过程
三、师生交流，探讨方案
4
各物理量如何测量？
质量：天平测量
可通过增减在小车上的砝码的数量来实现对小车质量的改变。
4
教学过程
加速度：利用打点计时器进行实验，根据纸带上打出的点可测量加速度。（逐差法）
合外力的测量：如何给小车施加一个可以测量的恒力F呢？细线给小车提供的拉力是小车受到合力吗？
4
教学过程
合外力的测量：
1.如何给小车施加一个可以
测量的恒力F呢？
纸带
小车
托盘
T
m0g
小车 ：F合=T-f≠T
如何才能消除摩擦力的影响呢？
4
教学过程
用定滑轮和槽码
2.细线给小车提供的拉力是小车受到合力吗？
合外力的测量：
目的：消除摩擦力的影响，使得细线给小车提供的拉力是小车受到合力。
平衡摩擦力：把轨道的一端垫高，使重力的分力Gsinθ与摩 擦力Ff平衡。
Gsinθ
θ
θ
FN
Ff
具体操作：先不加细线，调整轨道，使小车刚好能匀速下滑（纸带上打出间隔均匀的点）。如果再加上细线，细线的拉力就等于小车受到的合力。
教学过程
4
槽码的总重力G当作小车受到的拉力F
从打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度a
用天平测出小车的质量m
方案：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系
教学过程
4
将长木板不带滑轮一端适当垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。
实验器材：
小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、槽码、刻度尺、天平
倾斜木板
补偿摩擦力
教学过程
4
四、进行实验，收集数据
1.用天平测出小车的质量。
2.安装好实验装置，平衡摩擦力。
（轻推小车，打点计时器打出的纸带点迹均匀)
3.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂槽码，将车拉到打点计时器附近。（小车质量远大于槽码质量）
4.先打开计时器电源，再释放小车，得到纸带，并记下槽码重量。（目的：得到a与F）
4
教学过程
实验步骤：
5.改变槽码的重量，重复以上的步骤几次。
（目的：找到a与F之间的关系）
6.控制槽码质量不变，改变小车质量，
再测几组数据。
（目的：找到m与F之间的关系）
7.设计表格，记录实验数据。
4
教学过程
实验步骤：
当小车质量不变时 次数 F/N a/m ·s -2
1
2
3
4
5
当所受合力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2
1
2
3
4
5
设计表格，记录实验数据
四、进行实验， 收集数据
教学过程
4
五、分析数据，得出结论
（1）加速度与力的关系
当小车质量不变时 次数 F/N a/m ·s -2
1
2
3
4
5
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
如何更直观地处理数据？
教学过程
4
F/ N
a/m·s -2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
当小车质量不变时 次数 F/N a/m ·s -2
1
2
3
4
5
0.10 0.146
0.20 0.302
0.30 0.428
0.40 0.592
0.50 0.751
（1）加速度与力的关系
教学过程
4
结论：当小车质量不变时，加速度与合外力成正比。
m/ kg
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2
1
2
3
4
5
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
（2）加速度与质量的关系
教学过程
4
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
/kg -1
m
1
当拉力不变时 次数 m/kg a/m ·s -2
1
2
3
4
5
1/m(kg -1)
2.50
2.00
1.33
1.00
0.83
0.400 0.861
0.500 0.692
0.750 0.470
1.000 0.352
1.200 0.290
（2）加速度与质量的关系
教学过程
4
结论：当小车受到的合力不变时，加速度与质量成反比。
在实验的基础上得出结论：
教学过程
4
五、分析数据 得出结论
利用气垫导轨和数字计时器探究
创新方案
不需要平衡摩擦力
教学过程
4
气垫导轨装置
关注学生个体化的差异，使学生能力得到更好的发展。
气源
数字计时器
布置作业
1、写出本节的实验报告.
2、开放实验室，提供气垫导轨让有兴趣同学进一步探索牛顿第二定律.
板书设计
4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
一、实验目的
二、实验原理和器材
①平衡摩擦力；②小车质量远大于钩码总质量
三、实验步骤
四、数据记录及处理
4
教学过程
优点：
1.设计分组实验的教学方法，让每个学生参与到课堂中来，提高教学效果；
2.对实验进行了定量的探究；通过实验增强了学生的交流能力，培养了学生合作探究能力。
3.通过图像直观地得出了加速度与力、质量的关系。
不足之处：
1.不能直接测出细绳的拉力，用 ，存在系统误差，无法消除；
2.利用打点计时器和纸带测量加速度，误差较大 ;
5
教学反思与评价
谢谢!

展开更多......

收起↑