学生实验教学实录

探究加速度与力、质量的关系教学设计

年级学科：

一、教学内容分析

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，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.

高一年级物理

教材版本：

人教版

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. 2、过程与方法

（1）.使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现.

（2）.指导学生理解实验原理去设计实验，处理实验数据，得出结论. （3）.让学生学会分析数据表格，利用图象寻求物理规律. （4）.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，减小系统误差（钩码所受的重力不等于小车所受的拉力等）的操作办法。

3、情感、态度与价值观

（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.

三、教学重点和难点

（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．

[来源学#科#网Z#X#X#K]

四、学习者特征分析

通过初中物理两年的学习，科学探究思想对学生产生了很深的影响，但学生受其影响较大的还是科学探究的几个要素，让学生结合自身的生活经验和一些常识，对加速度与力、加速度与质量的定量关系进行合理的猜想.

四、教学过程

五、教学策略选择与信息技术融合的设计

教师活动

1．利用多媒体投影图

预设学生活动

组1生：当物体质量一定时，1．让学生理解加物体的加速度应该随着力的增速度与哪些量有大而增大．

关。

组2生：当力大小相同时，2．研究多个变量物体质量越大，运动状态越难以之间关系，我们常常

控制其余小．

几个因素不变，通过学生讨论得出：

从而研究被改变1.与物体的质量和物体所受的力的这个因素对事物的影响，分别质量越大，加速度越小．

加以研究，最后2. 力应该是物体所受的合再综合解决，这力，以上图为例，物体所受的重种方法叫控制变力和支持力相等，不参与加速度的提供。

量法。

设计意图

改变，所以质量越大，加速度越2.分组定性讨论

组I：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同? 组2：力大小相同，作用在不同质量的物体上，有关系．力越大，加速度越大；物体加速度有什么不同? 3.物体运动状态改变快慢取决于哪些因素?定性关系如何?

1.让学生阅读课本，给合参考案例设计实验，分组讨论，分析出实验的原理。

2通过学生对实验原理的理解，引导学生分析，在组1中，研究对象是小车，拉小车的力认为是小盘与重物的重力，在组2中，也是认为拉小车的力是小盘与重物的重力，那么拉小车的力究竟等于不等于小盘与重物的重力呢？

讲解：我们以参考案例2给大家分析：以小车为研究对象，利用控制变量法探究小车的加速度a与其所受的合力F以及质量M之间的关系。在这个实验中通过受力分析，小车是受到摩擦力作用的，为消除摩擦力对实验的影响，可在不挂砝码和盘时，在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块组l：我们是根据课本上的参考案例设计的实验

以学生探究设计的的方式培养学生的观察能力和

语言表达能力。我们设计实验的实验原理如下；让学生对实验原因为两个小车的初速度都为零，理的理解更加深拉力大小不同，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刻，通过讲解让学生明白实验中存在的误差，以及处理的方法，x12at可知，在相等时间内，下面的探究打基2础。

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木板，反复移动木板的位置，直至小车能在斜面

之间的关系，力的大小可以根据上匀速运动（可从打出的纸带上点迹是否均匀来判断）。这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车重力在沿斜面方向上的分力平盘中的砝码求出来。

组2：我们设计的方法和组1的差不多，我们是用了一辆小车，衡，即MgsinMgcos。平衡摩擦力后，小车后面连接一纸带，用打点计绳的拉力就是小车所受的合力，为使实验简单而将盘和砝码的重力mg近似当作小车的拉力，这是引起系统误差的主要原因，现将误差分析如下：设小车、砝码和盘的质量分别为M、m，对时器记录小车的运动情况，根据所打的点计算小车的加速度，然后再分析所受的力和加速度的关系。[来源:Z_xx_k.Com]

TMa，小车：对砝码和盘有：mgTMa。由此可得，T

Mmg，即绳上拉力T实际

Mm上是小于mg的。

所以，要使误差小，必需满足M远远大于m，才可把mg近似当成对M的拉力。这样的处理，会使得加速度的理论值大于实际值，且当m越大

时，两者差异也越大。

下面我们以参考案例2，进行分组实验，那么我们在实验前还应该先设计自己的实验表格来记录一下自己的实验数据．那么你是怎样设计表格使你的实验数据得以记录的呢? 让学生讨论分别设计表格，找出较为合理的表格设计，投影如下：

次数

1 2 3 4 5 6 项目

F/N a/（m·s-2）

让学生动手自己设计表格。

通能分组实验，进行数据的记录。

会根据实验设计相应的表格记录实验数据，提高学生研究问题的能力。

让学生学会数据处理的方法，通过分析数据得出结论。

3分组实验，得出数据，引导学生对数据进行分析，得出结论。

4.我们通过实验得出了数据，那么如何进行数据的处理呢？

引导学生利用图象法处理实验数据。

建立坐标系如图：

5.描点,连线,通过得到的图线，分析a与F的关系.实验发现a-F图象是一条过原点的直线.改变小车的质量重复上面步骤，看得出的图象有什么不同.

利用得到的数据进行分析，最后得出结论。

前面我们研究加速度与力之间的关系，现在我们继续做实验，当保持小车受到的外力不变时，我们研究小车的加速度与小车的质量的关系。

设计表格如下：

次数

1 2 3 4 5 6 项目

a/m·s-2

学生分组实验设计表格记录数据。

[来源学科网]

让学生通过具体问题的分析找培养学生运用所m/kg

出合理的处数据的方法。

学知识处理实验数据的能力。

根据第一课时方法让学生做出相应的a-M图象。

如果作a—M图象则图象是曲线不容易直观看出两者之间的关系，那么我们应该如何处理相应的数据呢？

学生分组相互研究，得出画

1图象比较合理

Ma

设计表格，如下：

次数

1 2 3 4 5 6 项目

a/m·s-2 m/kg

让学生重新设计合理的表格进行数据处理。

引导学生通过本次实验为学习牛顿第二定律打下基础。

学生分组讨论得出：我们可以得出这样的结论：物体的加速度和物体所受的合外力成正比，和物体的质量成反比．

1/kg-1

m在坐标系中画出a1图象。

M

总结：如果作a—M图象则图象是曲线，我们可1图象来解决这个问题，物体的加速M1度和质量成反比，所以a图象应该是一条M以作a过原点的直线。

通过大家的实验，排除误差的影响，大家讨论总结一下加速度和物体所受的力以及物体质量之间的关系．

[分组讨论]

总结：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．[来源:Zxxk.Com] 六、教学评价设计

本节课先通过学生分组实验讨论得出结论，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，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动手操作，培养了学生的实验能力、动手能力。

[来源:Zxxk.Com]

七、板书设计

1.与加速度有关的因素

(1) 物体受的合外力

(2) 物体的质量

2.实验方法：控制变量法

3. 实验过程与结论

(1)

物体的质量一定时，合外力越大，物体的加速度也越大

(2) 合外力一定时，物体的质量越大，其加速度越小