学生实验教学设计(第一课时)

05.2

探究加速度与力、质量的关系

一、教学目标 1．知识与技能：

(1)理解力是使物体产生加速度的原因、质量是惯性大小的量度；

(2)知道得出加速度和力的关系的实验，理解加速度和力的关系；

(3)知道得出加速度和质量的关系的实验，理解加速度和质量的关系。

2．过程与方法

通过实验研究总结出加速度和力、质量的关系。培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。

3．情感、态度与价值观

体会探究过程中的所用的科学方法；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法；建立严谨的科学实验观。

二、重点、难点分析

本节的重点内容是让学生动手做好实验。让学生通过实验探究得出数据并对数据进行处理，进而自己归纳出a与F和m的关系是本节的难点。因此，引导学生自已设计实验就成为本课的关键点。同时，也只有让学生在实际的设计与操作当中才能使学生体会到物理学研究的方法，才能达到掌握方法、提高素质的目标。

三、教具

带有滑轮的长2块；小车2个；打点计时器、秒表、钩码、夹子、刻度尺、粗细线；气垫导轨、数字计时器、光电门两个。

四、教学过程

（一）引入新课

教师活动：利用多媒体投影

（二）进行新课

1、物体加速度与它受力的定量关系探究

教师活动：现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系（用控制变量法）。保持物体的质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，探究加速度与力的定量关系。请同学生据上述事例，猜测一下它们最简单关系。

学生猜测回答：加速度与力可能成正比。

教师活动：如何测量加速度a？需什么器材？请同学样设计方案。

学生回答：第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律，可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下作匀加速运动，利用打出纸带求加速度。

教师活动：现实中，除了在真空中抛体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎不存在，但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相同的合力作用效果相同，因此实验中力F的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合力？如何测？请同学们想办法。

教师引导：可利用前边测加速度的器材，在钩码质量远小于小车质量条件下，钩码重力大小等于对小车拉力（至于为什么以后再讨论），但必须设法使木板光滑，或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计。这样小车受的合力就等于钩码重力。教师对学生设计方案的可行性进行评估，筛选出最佳方案进行实验。

学生活动：学生思考，设计可行方案测量，也可借鉴教师提供案例进行设计。

教师活动：指导学生分组实验，把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。

学生活动：学生设计实验步骤，进行分组实验，取得数据。

教师活动：如何直观判断加速度a与F的数量关系？指导学生以a为纵坐标，以F为横坐标建立坐标系，利用图象找规律。利用实物投影展示某同学做的图象，让大家评价。

学生活动：学生在事先发给的坐标纸上描点，画图象，看图象是否是过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。

分析研究表格中数据，得出结论。

2、物体的加速度与其质量的定量关系探究

教师活动：保持物体所受力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与质量关系，请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系？教师解释：若a与m成反比，其实是a与1／m成正比，a－l／m的图象应是什么？

学生猜测回答：加速度与质量可能成反比。

应该是过原点直线。

教师活动：保持钩码质量一定，即拉力大小一定，如何改变小车质量？

将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中，建立a一1／m坐标系作图象。

学生回答：在小车上加砝码。

学生设计实验步骤，进行分组实验，测出不同质量时加速度。在坐标纸上描点，作a－l／m图象，据a－l／m图象建否是过原点直线就能判断加速度是否与质量成反比。

点评：由于学生刚开始从事探究实验，缺乏经验，需要教师指导，比如设计方案，利用图象处理数据，学生一无经历，二不习惯，所以宜采用定向探究，逐步使学生走向自由探究。

3、对实验可靠性进行评估

教师活动：如果同学们猜想是正确的，那么根据实验数据，以a为纵坐标，以F横坐标，或以a为纵坐标，1／m为横坐标，作出图象都应该是过原点的直线，但实际描的点并不严格在某直线上，也不一定过原点。若真是a∝F，a∝l／m得需多次实验才能证实。

学生讨论结果，看书讨论相关问题。