资源简介

第四章
第二节
探究加速度与力、质量的关系
【教学目标】
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。
【核心素养发展】
核心知识
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。
3、培养学生动手操作能力。
核心能力
1、通过研究三个物理量之间关系，理解控制变量法。
2、指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论．
3、帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。
科学品质
1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。
2、使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
3、培养学生的合作意识，相互学习，交流，共同提高的学习态度．
【教学重点】
1、怎样测量物体的加速度
2、怎样提供和测量物体所受的力
【教学难点】
指导学生选器材，设计方案，进行实验。作出图象，得出结论
【教学方法】教师启发、引导学生思考，讨论、交流学习成果。探究法、讨论法、实验法。
（一）新课导入
举日常生活中一些实例，如一个人的力量是一定的，一个人投出铅球（5公斤），能飞出10米，投出一个篮球（约0.3公斤），能飞20几米或更远。再如同学们中的廋子跑起来比较轻松，胖子跑起来就比较困难。通过类似实例使学生获得感性认识：加速度大小可能与力有关，也与质量有关．
下面我们通过探究实验来研究加速度与力和质量的关系
（二）新课内容
一、探究加速度与力的关系
由于加速度可能与多个物理量有关，所以我们要用控制变量法来研究，也就是控制其他量不变，只让其中的一个量发生变化，来研究加速度与这个量的关系，下面我们先来研究加速度与力的关系。
定性讨论以下问题：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？如图所示
设计一个实验，保持物体的质量不变，测量物体在各个不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系．大家分组讨论并且每组设计一个实验方案，并说明实验的原理．
设计实验的实验原理如下；
因为两个小车的初速度都为零，拉力大小不同，但对每个小车来说保持不变，所以小车应该做匀加速直线运动．根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式x=at2/2可知，加速度和位移成正比，只要测量位移就可以得到加速度与受力之间的关系，力的大小可以根据盘中的砝码求出来．
平衡摩擦力
为了消除摩擦力的影响，我们在木板下面垫了一个小木块，当小车没有拉力时让它在木板上匀速运动，这样，绳子的拉力才等于小车受到的拉力。
水平面长木板与小车，车后用绳控制小车运动，两车质量相同．表格设计如下：
根据自己设计的方案进行实验，把数据填人设计的表格内．
小车l
小车2
次数
拉车砝码(s)
位移x1／cm
拉车砝码(s)
位移x2／cm
1
2
3
4
5
通过实验数据分析，我们发现用作图的方法能更好地表示位移(即加速度)和力的关系．关系图表如图所示；可得在研究物体质量不变的情况下，物体的加速度与物体所受的外力成正比．
二、加速度与质量的关系
用刚才的实验方法，控制力大小相同，让力作用在质量不同物体上，研究物体加速度与质量的关系？
物体运动状态改变快慢取决哪些因素？
下面我们通过实验来研究加速度与质量的关系。
学生进行实验，老师巡回指导，帮助同学们完成实验
由于和以上的实验方法非常类似，所以可以直接让学生得出结论．
大家得出的结论是物体加速度在物体受力不变时，和物体的质量成反比．
结合实验数据，我们如果作a—M图象则图象是曲线，我们可以作a—1／M图象来解决这个问题，物体的加速度和质量成反比，所以a—1／M图象应该是一条过原点的直线．
三、由实验结果得出的结论
我们可以得出这样的结论：物体的加速度和物体所受的力成正比，和物体的质量成反比．
(总结)大家的发言非常好，那么我们得出的结论是不是一个定理性的结论呢?仅靠少量的实验是不行的，应该通过更为精确的实验和更多次的实验进行证明，不过我们大家在现有水平下能够得出这个结论是非常了不起的，这是我们下节课要学的牛顿第二定律的内容．
四、例题：在水平路面上，一个大人推一辆重车，一个小孩推一辆轻车，各自做匀加速运动(阻力不计)．甲、乙两同学在一起议论，甲同学说：大人推力大，小孩推力小，因此重车的加速度大．乙同学说，重车质量大，轻车质量小，因此轻车的加速度大．你认为他们的说法是否正确?请简述理由．
答：甲、乙两同学的结论和理由都不全面和充分，物体的加速度决定于物体所受的合外力和物体的质量．大人的推力虽然大，但车的质量也大，因此重车的加速度也不一定就大．小车的质量小，但是小孩的推力也小，因而轻车的加速度也不一定大．判断谁的加速度大，必须看各自的质量和合外力．
当堂小练
1．物体运动状态的变化是指(
)
A．位移的变化
B．速度的变化
C．加速度的变化
D．质量的变化
2．以下物体在运动过程中，运动状态不发生变化的是
(
)
A．小球做自由落体运动
B．枪弹在枪筒中做匀加速运动
C．沿斜坡匀速下滑的汽车
D．汽车在水平面上匀速转弯
3．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是
(
)
A．物体受力一定运动，力停止作用后物体也立即停止运动
B．物体所受的合力越大，其速度越大
C．物体受力不变时，其运动状态也不变
D．物体受外力的作用，其速度一定改变
五、板书设计
六、作业布置
课堂作业：课本习题
七、小结
本节我们学习了：
1．力是物体产生加速度的原因．
2．用控制变量法探究物体的加速度与合外力、质量的关系；设计实验的方法．
3．物体的质量一定时，合外力越大，物体的加速度也越大；合外力一定时，物体的质量越大，其加速度越小，且合外力的方向与加速度的方向始终一致．
4．实验数据的处理方法．

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