学生实验优秀教学设计范文

探究加速度与力、质量的关系

课型：实验探究课

教材分析

本节是学生上高中以来接触到的第二个探究性实验，书中没有给出确定的实验方案，要学生自己设计，给出了实验的基本思路。作为提示，书中还提醒注意两方面的问题：怎样测量（或比较）物体的加速度；怎样提供和测量物体所受恒力。作为进一步的提示，还给出了两个“参考案例”，案例是采用通用器材设计的实验，具有普遍意义和具体指导作用。

本节教材除了探究结论，还涉及到一种重要的科学研究的方法——控制变量法。实验过程及数据处理上还有三个技巧：

①理论坐标系建立技巧。“a与m成反比”实际上就是“a与坐标系建立技巧。不是a-F图象而是而是1成正比”；②实际mx2F21图象；不是a图象，mx1F1x1m2图象；③平衡摩擦力；利用图象处理数据，用曲线拟合x2m1测量点，找出规律也是本节的方法重点。

一、

学习目标

1、

知识与技能

（1）以实验为基础，通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系。培养学生的实验能力、概括能力和推理能力。

1

（2）认识到实验在物理学中的地位和作用。

2、过程与方法

（1）采用控制变量的方法，通过实验对a、F、m三个物理量间的关系进行定量研究；运用列表法处理数据；根据实验数据，归纳、分析推理实验结论。

（2）经历科学探究过程，认识科学探究的意义，培养学生科学探究的意识和方法。

3、情感态度与价值观

（1）体验探索牛顿第二定律的艰辛与喜悦，养成严谨的科学态度。

（2）学会与他人合作、交流，具有团队意识和团队精神。

4、重点与难点：

实验探究方法和实验的操作、数据分析处理。

二、探究指导

1、探究目的

以小车为研究对象，定量地探究物体加速度和力、质量的关系。

2、实验方法

控制变量法——把一个多因素问题转化成多个单因素问题进行研究，然后把多个单因素问题的研究结果综合起来。

（1）控制两小车质量不变，探究小车a与F之间的关系；

（2）控制两小车受力不变，探究小车a与m之间的关系。

3、探究原理

⑴、如何测量小车的质量？

2

用天平测量。

⑵、如何提供小车恒定的拉力？

作图分析引导。

⑶如何确定小车的加速度？

以两小车为研究对象。使两小车同时由静止开始匀加速直线运动，经过相同时间t后同进静止。测出小车的位移x1、x2，根据a=得出：

a1x1

a2x22xt2用位移之比来替换加速度之比，再与受力或质量进行比较。由此得出加速度与力、质量之间的比例关系。

4、实验器材介绍：

①小车（两辆）；②带定滑轮的长滑板（两块）；③钩码（规格：2×10g、2×20g、2×50g）；④刻度尺；⑤不可伸长的细绳若干；⑥、电子秤（替代天平）；⑦、数据整合软件一套。

三、探究过程

1、引入

回顾分析：复习牛顿第一定律知识引出——

a ——描述“运动状态变化”的快慢；

F——迫使“运动状态变化”的原因；

m——阻碍“运动状态变化”的本领。

2、生活体会！

3

（1）用不同的力吹书本上放置的小木块。用力越大，木块的运动变化越快。引导学生从现象获得认知：

①、m一定时，F越大，a越大；

（2）用力同时吹书本上放置的小木块与相同形状的泡沫块。质量大的小木块运动状态变化较慢。引导学生从现象获得认知：

②、F一定时，m越大，a越小。

3、猜想：

问：从刚才的生活现象，你能估计加速度与力、质量是什么关系？

①、

物体的加速度与其所受外力成正比？

②、物体的加速度与其质量成反比？

4、实验探究引导：

由上述猜想提出这堂课实验探究的目的。

（1）实验目的：

通过实验的方法来定量地探究小车的加速度与力、质量的关系。

（2）实验方法：

提问学生：要同时研究多个物理量之间的关系，应该采用什么方法？

控制变量法：把一个多因素问题转化成多个单因素问题，然后把多个单因素问题的研究结果综合起来。

①、m一定，a与F的关系；

②、F一定，a与m的关系。

（3）实验原理：

①、用什么来测量和改变小车的质量？

4

用天平测量小车的质量（给出车质量m0=200g）；在小车上放钩码来改变小车的质量。

②、怎样提供迫使小车运动的合力F？

平衡摩擦力，用钩码来提供小车所受的恒力。

作图进行说明。

③、如何测定小车的加速度？

问：初速度为零的匀加速直线运动，在时间t内的位移如何计算？

x122xat，由此得出：a2。在时间一定的情况下，加速度与位移成2t正比：a1x1

。即可用测量的位移比来代替加速度之比。

a2x2通过对测量的数据关系来确定小车加速度与力、质量的关系。

（4）实验器材：

以实物为对象，简单介绍并演示关键的操作。

（5）、实验数据的记录：

把测量的数据记录在表格中。

（6）、分组实验探究：

实验注意事项：

①、滑板的放置；②、小车的启动和制动；③、小车的质量是空车质量加钩码质量；④、小车卡住后，可按下小车上的红按钮拔出；⑤、用10g、20g钩码改变小车的拉力，用50g钩码来改变小车的质量。

一组：m一定时，a与F的关系；

小车的质量m1=_____kg、m2=

kg。

表一：

5

小车1 次数

小车2 位移之受力之比

F1/F2

位移x1受力F1位移x2受力F2比

（cm）

（N）

（cm）

（N）

X1/x2

1 2 3 4

二组：F一定时，a与m的关系

小车的受力F1=

N、F2=

N。

表二：

小车1 次数

小车2 位移之受力之比

m1/m2

位移x1质量m1位移x2质量m2比

（cm）

（kg）

（cm）

（kg）

X1/x2

1 2 3 4

（7）、初步结题：

问：你能从测量的实验数据看出小车加速度和力、质量的大致关系吗？

教师通过图像分析，归纳：

①、a与F成正比：a∝F；

6

②、a与m成反比，即a与③、综合上述结论：a∝四、小结

11成正比：a∝；

mmF。

m①、本堂课我们通过实验的方法，通过同学们的探索，合作与研讨，初步得出了小车a与F、m的关系。

②、实验过程，不可避免地要出现误差，本实验的误差主要来源于什么？采用哪些方法来尽量减小误差？

③、用钩码的重力来替代小车的恒定拉力是否合理？

请同学们课后思考！

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