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《2
实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计
本节是高中物理必修1第四章第二节内容，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。本节课是探索规律的实验课，重点是在教师的引导下让学生体验探究过程，体会物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的。
三维目标：
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，也与质量有关．
2．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系．
过程与方法：
1．指导学生定性分析加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验．
2．指导学生根据原理去设计实验.
3．帮助学生分析数据表格，学会利用图象寻求物理规律的方法.
情感态度与价值观
1．通过探究实验，培养实事求是、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．渗透科学的发现、分析、研究等方法。
教学课时：1课时
教学重点与难点:
重点：1、实验注意事项的分析。2对a∝F、a∝1／m图象的分析和探究。
难点：对探究性实验的把握。
教学方式：
本节课主要采取的是“实验——探究”教学方式。
教学工具：牛顿第二定律演示仪
长木板
打点计时器和纸带
小车
重物
天平
教学过程:
复习导入：
复习牛顿第一定律的内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。得出牛顿第一定律的内涵：（1）力是改变运动状态的原因。（2）质量是惯性大小的唯一量度。
分析：合力是产生加速度的原因，以及加速度大小与质量有关。
得出：加速度与力（合力）、质量有关。
新授：
一、定性分析加速度与合力、质量的关系
1）分析：在光滑水平面上，物体受力越大，产生的加速度越大，学生猜想a与F成正比；
2）实验演示：同样的作用力，质量越大，加速度越小，学生猜想a与m成反比。
二、如何定量研究加速度、力和质量三者之间的关系。
1、学生讨论：
研究方法：控制变量法。当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变时，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法，是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法.
设计实验：利用学生熟悉的实验仪器和已知的方法，如何测量加速度、力和质量。
实验器材分析：质量用天平测量，加速度用打点计时器好纸带测量（第二章已经学习过），问题：力能用弹簧测力器测量吗？讨论：不能，因为手拉弹簧测力器，不能提供稳定持续不变的力。可以用重物的重力来代替。
2、教师介绍实验装置图。
问题1：小车受到的拉力=合外力吗？
讨论：不等于，因为小车还受到摩擦力，解决办法是使重力的一个分力平衡摩擦力。
实验注意事项1：平衡摩擦力。倾斜木板，使不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动，此时细绳的拉力等于小车所受到的合力。
问题2：细绳的拉力等于重物的重力吗？
讨论：不等于。只有当重物质量很小时，拉力约等于重物的重力。
实验注意事项2：小车的质量远大于重物的质量。
3、介绍实验步骤，演示实验过程。
学生做课堂练习1和课堂练习2。
4、实验数据的处理。
1）探究加速度与力的关系
保持物体的质量不变，测量不同力下的加速度，分析加速度与力的关系
（1）设计表格，如：
次数项目
1
2
3
4
5
6
F/N
a/（m·s-2）
(2)建立坐标系：
（3）描点连线
通过得到的图线，分析a与F的关系。实验发现a-F图象是一条过原点的直线。说明，a与F成正比。
2）、探究加速度与质量的关系
保持物体受力不变，测量不同质量下的加速度，分析加速度与质量的关系.
（1）设计表格，如：
次数项目
1
2
3
4
5
6
a/m·s-2
m/kg
/kg-1
（2）建立坐标系：先作a-m图象，再作a-图象
（3）描点连线
得到图线分析，分析a与m的关系。实验发现a-1/m图象是一条过原点的直线。说明，a与m成反比。
课堂练习3：分析图象不过原点的原因。
5、实验小结。
三、介绍其他实验方法和原理
1、参考方案二：对比实验，间接测量加速度
让物体做初速度为零的匀加速直线运动，用刻度尺测量物体运动的位移，由x=at2公式可知，在时间相同的情况下，加速度与位移成正比。如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动，在相同时间内发生的位移x1、x2,位移之比就是加速度之比.
2、参考方案三：用气垫导轨来探究。
四、课堂训练
板书设计
2
实验：探究加速度与力、质量的关系
一、实验原理：控制变量法
二、注意事项：
1、平衡摩擦力，2、小车质量远大于重物质量
三、m不变
a与F(合）成正比
F不变，a与m成反比

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