学生实验优质教案设计

《实验：探究加速度与力、质量的关系》

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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。教材中实验的基本思路是采用控制变量法。即在保证质量或外力不变的基础上去探究加速度与力和质量的关系。

本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。

（1）测量加速度的方案：采用较多的方案是使用打点计时器，因第二章使用过，学生自然会想到用该器材测加速度。根据连续相等的时间T内的位移之差Δx=aT2求出加速度。条件许可也可以采用气垫导轨和光电门。也可由x加速度a。[来源:学科网ZXXK]12at求2

（2）提供并且测量物体所受的外力的方案：由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动，所以我们必须给物体提供一个恒定的外力，并且要测量这个外力。但测力有一定困难，还需平衡摩擦，教材的参考案例提供的外力比较容易测量。

对实验结果的分析是本实验的关键。如果根据实验数据描出的a-F图象和a-1/m图象都非常接近一条通过原点的直线，也只能说我们的实验结果是“在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；在外力不变的条件下，加速度与质量成反比。”这一结果决不能说找出了定律，一个定律的发现不可能是几次实验就能得出的。

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教学目标

【知识与技能】

1.理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和必要性。

2.理解实验思路的合理性，以及用图象处理实验数据的有效性。

3.经历实验的操作和测量过程，以及通过图象处理实验数据的过程，体验如何平衡摩擦阻力、减少系统误差的操作方法。

【过程与方法】

1.指导学生用控制变量法进行实验,探究加速度和力、物体质量的关系. 2.学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验．

3.对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，

【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.培养与人合作的团队精神．

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教学重难点

教学重点：

1.控制变量法的使用． 2.如何提出实验方案并使实验方案合理可行．3.实验数据的分析与处理．

教学难点

1.如何提出实验方案并使实验方案合理可行．

2.实验数据的分析与处理．

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课前准备

[来源:学科网]

[来源学科网Z,X,X,K]

多媒体课件，小车、一端带定滑轮的长木板、附小盘的细线两条；钩码、砝码、刻度尺；文件夹；粗线绳(用来牵引小车)．打点计时器、学生电源、纸带等。

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教学过程

一、新课引入

1、回顾加速度的基本定义概念

①描述物体速度变化的快慢程度；

②用物体在一段时间内的速度变化量与时间的比值来定义

③定义式：av，但不能认为加速度与速度变化成正比，与时间成反比

t2、猜想与假设

问题：加速度是由什么物理量来决定的呢？

学生讨论思考：①汽车的启动和刹车问题②短跑运动员的启动问题等

得出：物体加速度与力和质量有关，且力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小。

教师追问：那是不是加速度与力成正比，与质量成反比呢？

二、新课教学

1、探究质量一定时，加速度与力的关系

问题1：如何计算加速度？

可由纸带上的点迹通过逐差法求出。

问题2：如何给小车提供外力？

由重物通过细绳牵引，提供外力。

教师追问：①拉力是小车的合外力吗？

②重物重力是小车的合外力吗？

如果不是，我们应该怎么做呢？

师生共同讨论得到：应平衡摩擦力（教师通过投影讲解平衡摩擦力的原理和方法）。

教师讲解：如果木板垫高的角度已可以平衡摩擦力，当改变小车质量时不需重新平衡；若要用重物重力代替小车拉力，应满足小车质量远大于重物质量。

问题3：如何记录数据？

次数

拉车砝码(g)

加速度a1

1

2

3

4

5

问题4：如何处理数据？

建立a-F图像，采用拟合图像的一般方法看图像是否为过原点的倾斜直线

2、保持外力一定，探究加速度与质量的关系

问题1：如何记录数据？

问题2：如何处理数据？

建立a-M-1图像，看图像是否为过原点的倾斜直线。

次数 小车质量(g) 加速度a1

1

2

3

4

5

3、学生进行实验，教师辅导答疑。

4、学生完成实验，汇报实验结果。

三、课堂小结

请学生小结本节课学习到的知识、方法及实验体验，并突出几个重要问题。

四、板书设计

实验：探究加速度与力、质量的关系

一、猜想：加速度由哪些物理量来决定？

二、设计实验与进行实验

1、打点计时器的使用

2、平衡摩擦力

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教学反思

略