2. 探究加速度与力、质量的关系ppt课件课堂实录

第三章

第2节

探究加速度与力、质量的关系

一、教材分析

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.本节是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探究过程.在教师的引导下学生动手、动脑进行设计研究，体会通过控制变量来研究物理规律的重要方法，在研究电阻、电容等实验中都会用到此法.只有让学生在实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的. 二、教学目标

1、

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，也和质量有关。

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。

2、

过程与方法

1）

指导学生半定量的探究加速度和力，物理质量的关系，指导用控制变量法进行实验。

2）

对实验数据进行处理，看一下实验能验证什么问题。

3、

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。培养与人合作的团队精神。

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. 四、教学用具：

打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，砝码和托盘，细绳，导线，天平，刻度尺，

砝码。

五、教学过程

导入新课

回顾牛顿第一定律的内容

思考得出：1、指出任何物体都具有惯性，惯性体现运动状态变化的难易程度，其大小由质量决定。

2、揭示了力是使运动状态变化（产生加速度）的原因。

推进新课

一、既然物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关，到底存在怎样的关系，请同学们根据教材P74的图讨论一下，定性地说明它们之间的关系. 学生讨论后回答：

1、力一定时，质量大的物体加速度小.

2、质量一定时，受力大的物体加速度大. 点评：通过类似的实例使学生获得感性认识，为下一步定量研究作好铺垫.下面我们来定量探究一下这三个量之间的关系. 二、

加速度的大小与物体的受力和物体的质量有关，那么我们应用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？

学生思考后回答：可以先研究加速度与物体受力的关系，再研究加速度与物体的质量的关系.

教师总结：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。

三、让学生思考后回答：用如图3-2-2所示的装置：在一端有滑轮的长木板上，放一小车，通过细绳另一端的钩码拉小车。绳拉小车的力是小车受的合力吗（对小车受力分析）? 学生思考后在导学案上画出小车的受力分析图，并且用投影仪进行展示。

引导学生回答出，若小车放置于水平面上，绳拉小车的力并不是小车所受的合力。小车所受的合力应该为绳拉小车的力再减去摩擦力。使绳拉小车的力就是小车所受的合力，我们需要消除摩擦力的影响。

交流讨论：怎么来消除摩擦摩擦力的影响？

学生交流讨论，大胆设想，并小组总结. 结论：（1）换用接触面光滑的木板.

（2）平衡滑动摩擦力.方法：将木板一端垫高，让小车从木板上能匀速滑动，即用重力的下滑分力与摩擦力平衡（受力分析的图展示在屏幕上）。

引导学生回答出：若我们已经平衡好了摩擦了，若给小车一个初速度，小车将做匀速直线运动，打点计时器将打出均匀等间距的点。

四、如何测量质量及所受拉力？

通过改变钩码的个数就可以改变物体所受的合力，通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力.

注意事项：

在钩码质量远小于小车质量的条件下，钩码的重力大小才近似等于小车所受合力.（至于为什么，以后再讨论）

五、如何测量物体加速度？

让物体做初速度为零的匀加速直线运动.在运动物体后安装一条通过打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度. （逐差法）

a

x4x5x6x1x2x39T2

a0F2OC9T2

由上面可以看到我们在计算小车的加速度时，可仅测量纸带OF,OC段的长度。为了在课堂上节省时间，我们将采集到的数据输入EXCEL表格由电脑来完成计算和描点画图的工作。

注意事项

1、平衡摩擦力时不要挂重物,整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量,都不需要重新平衡摩擦力.

2、实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此,砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等.

3、小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放纸带.

4、导轨末端放置在桌面外，把导轨末端的定滑轮固定好

下面通过控制变量法研究一下加速度与物体受力和质量的关系.

学生进行分组实验，教师巡回指导. 实验数据记录及数据处理

（1）

表一:探究加速度与质量的关系

a/m·s物理量

小车质量M(g) OC(cm) OF(cm)

（2）

表二：探究加速度与力的关系

物理量

槽码+托盘质量m(g) OC(cm) OF(cm) 1

2

3

4

0 a/m·s1

2

3

4

－2 －2 －1 1 —

/ kgm

实验结论：物体的加速度与物体的质量成反比，与物体受的力成正比。

0 F/N 六、教学评价

基础练习：

1、在利用打点计时器探究加速度与力.质量关系的实验中,以下做法正确的是（ ）

A、平衡摩擦力时, 应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上

B、每次改变小车的质量时, 不需要重新平衡摩擦力

C、实验时, 先放开小车, 后接通电源

D、“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,对探究过程也不会产生影响

2、在保持质量不变时加速度与物体受力间关系的实验中（使用课本图4.2-6所示的装置）,小车质量M和砝码质量m分别选取下列四组值．

A、M=500g,m分别为50g、70g、100g、125g

B、M=500g,m分别为20g、30g、40g、50g C、M=200g,m分别为50g、75g、100g、125g

D、M=200g,m分别为30g、40g、50g、60g 若其它操作都正确,那么在选用

组值测量时所画出的图线较准确．在选用此组值,m取

g时实验误差较大．

课外作业

实验的改进与创新

除了用打点计时器来测量小车的加速度外，我们还可以用哪些方法来测量小车的加速度？（阅读教材p75）

七、板书设计：

七

2

实验：探究加速度与力、质量的关系

一、加速度与力的关系

1.实验思路：保持质量不变，探究a与F的关系

2.数据分析

二、加速度与质量的关系

1.实验思路：保持受力不变，探究a与M的关系

2.数据分析

三、制定实验方案时的两个问题

1.怎样测量（或比较）物体的加速度

2.怎样提供和测量物体所受的恒力

四、怎样由实验得出结论

八、教学反思：

本节课先通过复习前面的旧知识提出问题，然后通过实例大胆猜测（或作出假设），再通过实验搜集

实验数据，利用图象通过对数据分析，得出结论来验证假设，最后反复验证得出定律.让学生深刻体会了探究实验的模式，培养了学生实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，深刻体验科学家探索自然规律的艰辛与喜悦.同时本节实验中的控制变量法是物理学研究问题的重要方法，本节课也让学生亲自设计实验方案、亲自动手操作，培养了学生的实验能力、动手能力.