必修教材1第三章第2课时教案：实验探究加速度与力、质量的关系

3.2 探究加速度与外力、质量的关系【教材与学情分析】本节是高中物理教科版必修1第三章第二节的教学内容，重点利用控制变量法探究物体的加速度与外力和质量的关系，这种研究方法学生在初中阶段已经有过接触。

同时，通过第一章《匀变速直线运动》的学习，学生也已熟练掌握了打点计时器的使用方法，以及利用纸带求解物体的加速度的方法。

本节课主要分三个环节展开教学，即原理分析、实验探究、误差分析。

原理分析环节，重点有两个方面，即：（1）如何消除摩擦力的影响；（2）将钩码重力作为物体所受合外力的条件。

这两点也是本实验的难点。

实验探究环节，设计了两个方案。

第一种方案就是利用打点计时器进行探究，这种传统的方案是高考的重要考点，虽然耗时较长，实验误差也很大，但仍然要重点对待。

另一种方案是利用传感器、数据采集器等设备，可以大大缩短探究时间，而且实验数据较为准确，效果也更为理想。

由于一节课的时间限制，本节课作为第一课时，事先安排动手能力较强的几位同学提前进行，教师拍摄并进行剪辑，在课堂真实展现实验探究过程的精华部分，以及如实出示实验数据，为后续环节的误差分析提供真实的素材。

全体学生的分组实验则安排在第二课时进行。

误差分析环节也是本节课的重点与难点，教师将引导学生一一分析本实验误差的主要来源。

【物理素养培养目标】1．物理观念：（1）“控制变量法”是研究物理量关系的重要方法；（2）“图像法”是定量找出两物理量关系的重要手段。

2．科学思维：（1）会根据生活经验猜想决定物体加速度的因素；（2）会根据纸带用逐差法求解物体的加速度；（3）能分析本实验的几个关键点。

3．实验探究：（1）明确本实验所要解决的问题，会制定实验方案；（2）会使用基本的力学实验器材获取数据；（3）能用物理图像处理实验数据，了解减小误差的方法；（4）能根据数据得出实验结论；（5）能表达科学探究的过程和结果。

4．科学态度与责任：（1）实事求是对待实验数据，学会剔除不合理的数据；（2）若实验结果超过预设，能准确地进行归因分析。

2实验：探究加速度与力、质量的关系教学目标1．经历完整的探究加速度与力和质量的关系。

2．通过实验探究，了解加速度与力、质量的关系。

3．进一步巩固通过实验求加速度的方法。

4．在实验设计与数据分析的过程中，体会探究的乐趣，感悟物理学的统一美。

教学重难点教学重点1．探究加速度与力、质量关系的实验设计、实验步骤、数据处理。

2．加速度与力、质量的关系。

教学难点1．探究加速度与力、质量关系的实验设计、实验步骤、数据处理。

2．加速度与力、质量的关系。

教学准备多媒体课件、长木板、小车、钩码、细绳、纸带、打点计时器、小盘教学过程新课引入教师活动：展示人推车的图片。

教师口述：日常生活中，我们常见到如图所示的情境：若帮忙推车的人越多，推力越大，车的速度改变就越快；相同推力下，若汽车是空车，则比满载时速度改变快。

可见，汽车获得的加速度与其质量和所受外力有关。

通过观察，加速度与力和质量可能存在以下关系：对同一物体，作用力越大，加速度越大；对不同物体，在相同力的作用下，物体质量越小，加速度越大。

真有这样的规律吗？下面，我们通过实验来探究加速度与力、质量之间的关系。

讲授新课一、实验目的教师口述：通过刚才的讨论。

我们已经知道了本次的实验即为探究加速度与力、质量的关系。

二、实验设计（一）整体思路教师设问：可能影响加速度的因素有两个，一是质量，二力外力。

怎样才能判断某一可能因素是否对加速度有影响呢？学生活动：学生之间讨论老师所提问题，然后举手回答。

教师活动：理答。

控制变量法。

在探究质量对加速度的影响时，控制合外力不变，改变研究对象质量的大小，观察加速度的变化。

在探究外力对加速度的影响时，探究研究对象的质量不变，改变外力的大小，观察研究对象加速度的变化。

（二）要测量的物理量教师设问：需要测量哪些物理量？学生活动：学生之间讨论教师所提问题，然后举手回答。

教师活动：理答。

要测量的物理量：加速度、质量、力。

（三）物理量的测量教师活动：设问质量、加速度、力的测量。

实验探究加速度与力和质量的关系教案简介这个教案将帮助学生通过实验来探究加速度与力和质量的关系。

通过进行实验，学生们将能够观察到不同力和质量对加速度的影响，并深入了解它们之间的关系。

目标通过实验理解加速度、力和质量的概念。

掌握测量加速度的方法，并能解释测量结果。

探究加速度与力、质量之间的关系。

教学步骤引入概念：向学生介绍加速度、力和质量的定义和作用，并解释它们之间的关系。

实验准备：为学生准备实验所需材料，如小车、定时器、测量工具等。

实验设计：让学生分组设计实验方案，包括选择不同力和质量的组合，并确定测量加速度的方法。

实验操作：学生按照设计方案进行实验操作，记录实验数据。

数据分析：帮助学生分析实验数据，比较不同力和质量组合下的加速度变化情况。

结论总结：引导学生总结实验结果，归纳出加速度与力、质量之间的关系，并解释其原因。

拓展思考：鼓励学生思考实验中可能存在的误差和改进方法，以及实验结果在实际生活中的应用等相关问题。

课堂讨论：组织学生就实验过程和结果展开讨论，促进他们对概念的深入理解和能力的培养。

教学评价观察学生在实验操作过程中的表现和数据记录能力。

听取学生对实验结果的解释和推理能力。

指导学生撰写实验报告，包括实验设计、数据分析和结论。

参考资料提供学生参考的课堂讲义、教科书或在线资源，以加深他们对加速度、力和质量关系的理解。

通过本实验，学生将能够理解力对物体运动状态的影响以及质量对加速度的影响，并且能够建立它们之间的关系。

实验步骤准备实验所需材料，包括弹簧秤、不同质量的物体、测量尺、计时器等。

将弹簧秤固定在水平台上。

将不同质量的物体挂在弹簧秤上，记录下每个物体的质量。

将物体以水平方向推动，用计时器记录下物体通过固定距离所用的时间。

计算出每个物体的加速度。

分析并讨论实验结果，探究加速度与力和质量之间的关系。

分析并讨论实验结果，探究加速度与力和质量之间的关系。

以下是一个实验探究加速度与力和质量的关系的简要教案：
实验名称：探究加速度与力和质量的关系
实验目的：
1. 了解力对物体运动状态的影响；
2. 探究加速度与施加的力和物体质量之间的关系。

实验材料：
1. 平滑水平桌面
2. 小推车或滑轮组
3. 牵引绳
4. 弹簧测力计
5. 不同质量的金属块
实验步骤：
1. 在水平桌面上放置小推车或滑轮组。

2. 用牵引绳连接弹簧测力计和小推车，并确保绳子通过滑轮组。

3. 给小推车施加不同大小的拉力，记录每次施加的力值。

4. 将不同质量的金属块放在小推车上，保持拉力不变，记录金属块的质量和推车的加速度。

5. 重复实验多次，以获得可靠的数据。

实验数据处理：
1. 根据实验数据绘制力与加速度的图表，分析它们之间的关系。

2. 计算不同质量下的加速度，比较结果并总结规律。

实验注意事项：
1. 确保实验台面光滑水平，减少外界干扰。

2. 每次实验前都要校准弹簧测力计，确保准确性。

3. 实验时要小心操作，避免受伤。

思考问题：
1. 根据实验结果，你觉得加速度与施加的力和物体质量之间有何关系？
2. 实际生活中还有哪些情况符合你在本实验中得出的结论？
通过这个实验，学生可以直观地感受到力对物体运动状态的影响，理解加速度与力和质量之间的关系。

同时，培养学生的实验设计能力和数据分析能力。

《探究加速度与力、质量的关系》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能理解加速度与力、质量的关系。

（2）学生能够通过实验探究，得出加速度与力、质量的定量关系。

（3）学生能够运用牛顿第二定律解决简单的力学问题。

2、过程与方法目标（1）通过实验探究，让学生经历科学探究的过程，学习科学探究的方法，培养学生的实验操作能力和数据分析能力。

（2）通过对实验数据的分析和处理，培养学生的逻辑思维能力和归纳总结能力。

3、情感态度与价值观目标（1）培养学生的科学态度和合作精神，让学生在探究过程中体验成功的喜悦，增强学习物理的兴趣和信心。

（2）让学生体会物理学在生活中的广泛应用，培养学生将物理知识应用于实际生活的意识。

二、教学重难点1、教学重点（1）探究加速度与力、质量的关系的实验设计和操作。

（2）对实验数据的分析和处理，得出加速度与力、质量的定量关系。

2、教学难点（1）实验误差的分析和控制。

（2）牛顿第二定律的理解和应用。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法四、教学过程1、导入新课通过播放一段汽车加速和刹车的视频，引导学生思考汽车的加速度与什么因素有关。

然后提出问题：加速度与力、质量之间有什么关系？2、新课教学（1）提出猜想让学生根据生活经验和已有的知识，对加速度与力、质量的关系进行猜想。

学生可能会提出：加速度与力成正比，与质量成反比。

（2）实验设计①介绍实验器材：小车、砝码、托盘、细绳、打点计时器、纸带、刻度尺、天平。

②实验原理：让小车在细绳的拉力作用下做匀加速直线运动，通过打点计时器在纸带上打出的点，计算小车的加速度。

改变小车所受的拉力和小车的质量，测量不同情况下小车的加速度，从而探究加速度与力、质量的关系。

③实验步骤：a 用天平测量小车的质量 M，并记录。

b 按实验装置图安装好实验器材，将纸带穿过打点计时器，并将纸带的一端固定在小车上。

c 在托盘里放入适量的砝码，使小车在细绳的拉力作用下做匀加速直线运动，打出一条纸带。

人教版必修1《探究加速度与力、质量的关系》教案及教学反思一、教学背景本节课程是高中物理必修课程中的一部分，探究加速度与力、质量的关系。

本课程主要通过实验观察和数据分析的方式，帮助学生理解加速度、力和质量之间的关系，从而进一步巩固牛顿第二定律的概念。

二、教学目的1.学习加速度、力和质量的定义及其之间的关系。

2.通过实验演示以及数据分析，深入理解加速度、力和质量之间的联系。

3.掌握牛顿第二定律的基本概念，并能够正确应用。

三、教学内容1. 讲解加速度、力和质量的基本概念首先我们需要对加速度、力和质量的基本概念进行讲解。

加速度：物体运动状态改变的程度称为加速度，是一个向量量，单位是米每秒平方（m/s2）。

力：引起物体运动状态改变的因素称为力，是一个向量量，单位是牛（N）。

质量：标志物体惯性大小的物理量，是一个标量量，单位是千克（kg）。

2. 实验演示及数据分析运用实验演示的方式，展示加速度、力和质量之间的关系。

具体操作：1.准备一个木箱，将其放置在光滑的水平面上。

2.将不同重量的物体分别放置在木箱上，以测量相应的加速度与力。

3.记录测量数据并分析。

实验结果表明，当力相同时，质量越大物体的加速度越小；当质量相同时，受到的力越大，物体的加速度也越大。

3. 牛顿第二定律牛顿第二定律是牛顿三大运动定律中较为重要的一条。

它说明了物体的加速度和受到的力之间的关系，可以用公式表示为：F=ma其中，F表示受到的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

四、教学方法1.讲授理论知识，巩固学生的基本概念认识。

2.实验演示，通过数据的展示帮助学生理解概念，并从直观上感受各种物理量之间的关系。

3.问答交流，让学生有机会自主思考并解决问题。

4.拓展讲解，通过教材上的拓展知识，进一步拓展学生的视野。

五、教学反思在本课程的教学过程中，我尝试了一些新的教学方法，如实验演示、问答交流等。

通过实验演示，学生们更深入地理解各个物理量之间的联系，同时也了解到实验操作的相关技巧。

实验探究加速度与力、质量的关系实验目的通过实验探究加速度与力、质量的关系，加深对牛顿第二定律的理解。

实验思路本实验使用气垫小车沿水平台直线运动，通过改变小车的质量以及施加在小车上的力来测量小车的加速度，进而探究加速度与力、质量之间的关系。

实验步骤实验器材气垫小车、一根水平轨道、一张计时表、一根轻质绳。

实验步骤1.将小车放置在轨道上，轨道水平放置。

2.用轻质绳连接一根力传感器和小车。

3.对小车施加各不相同的力，记录力传感器的数值F以及小车在轨道上运动的时间t。

4.将小车的质量改变，并重复步骤3，记录数据。

5.将数据整理，分析加速度与力、质量的关系。

实验数据F / N m / kg t / s a / m·s-21 0.2 2.5 0.402 0.2 1.3 1.543 0.2 0.8 3.754 0.2 0.6 6.671 0.5 5.0 0.102 0.5 2.5 0.403 0.5 1.6 1.874 0.5 1.2 3.331 1.0 8.0 0.132 1.0 4.0 0.503 1.0 2.5 1.204 1.0 1.5 2.67实验分析通过上表得到的实验数据，我们可以得出以下结论：实验结果1.施加的外力越大，小车的加速度越大。

2.小车质量越小，所受到的外力相同，则加速度越大。

3.当小车的质量恒定时，所受到的外力越大，小车的加速度也相应地越大。

实验验证通过实验结果可以验证牛顿第二定律F=ma。

小车所受到的外力与小车质量的乘积正好等于小车所获得的加速度，即F=ma成立。

实验总结通过本实验的探究，我们成功地验证了牛顿第二定律，并深入理解了加速度与力、质量之间的关系。

实验中我们还克服了各种实验的误差，得到了比较准确的数据。

该实验的操作简单易懂，同时实验结果也非常直观，因此是一种非常好的教学实验。

实验：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]牛顿第一定律告诉我们物体在不受力的情况下保持的运动状态是静止或匀速运动。

那么，同学们考虑过没有物体在受到力的情况下的运动状态是怎样的呢？这节课我们就来研究问题。

[教师]用多媒体投影机出示学生思考的问题：1、物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？2、对于任何物体，在它们受到相同作用力时，决定它们状态变化难易程度的唯一性因素是什么？[学生]物体运动状态的改变是速度的改变，标志物体运动状态变化快慢的物理量是加速度。

对于任何物体，在它们受到相同作用力时，决定它们状态变化难易程度的唯一性因素是物体的质量。

[教师]由上节学习可知：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变，物体的质量越小，物体的运动状态越容易改变。

请同学们根据上节所学知识猜想：物体的运动状态的变化快慢即物体加速度的大小与什么物理量有关？请同学们举例说明。

2020-2021学年物理教科版必修1教案：第三章第二节探究加速度与力、质量的关系含解析第二节探究加速度与力、质量的关系知识点加速度与力、质量的关系1．物体运动状态变化的快慢，也就是物体加速度的大小，与物体的质量有关，还与合外力的大小有关．2．测量物体的加速度可用刻度尺测量物体通过的位移，并用秒表测量时间，由公式a＝错误!算出．也可以在运动物体上安装一条通过打点计时器的纸带,根据a＝错误!来测量加速度．3．探究加速度与力的关系的基本思路:保持物体的质量不变，测量物体在不同的外力作用下的加速度，分析加速度与力的关系．如果加速度a与力F成正比，则a－F图像是一条过原点的直线．4．探究加速度与质量的关系的基本思路:保持物体所受合外力不变，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．如果加速度a与质量m成反比，则a－1m图像就是一条过原点的直线．小车运动过程中要受到木板给它的摩擦力,怎样平衡这个摩擦力？又怎样去验证摩擦力被完全平衡了?在探究加速度与力、质量的关系的实验中平衡了摩擦力后,改变重物的质量或者改变小车的质量，是否还需要重新平衡摩擦力?提示：将木板无定滑轮的一端稍微垫高一些，目的是用小车重力沿斜面向下的分力来平衡摩擦力．在木板无定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直到小车不挂重物时能在木板上匀速运动为止．判断方法是看打点计时器在纸带上打出的点间隔是否均匀，若打出的点间隔均匀就说明小车做匀速运动了．平衡摩擦力是指小车所受的重力沿斜面的分力与小车所受阻力大小相等,即mg sinθ＝μmg cosθ，等式两边m可消去，所以平衡摩擦力后，不管是改变重物的质量还是改变小车的质量，都不需重新平衡摩擦力．考点一加速度与力的关系①实验的基本思路测量质量m一定的物体在不同力F作用下的加速度a，分析a 与F的关系．②实验数据处理方法一设计一个表格如下，把同一物体在不同力的作用下的加速度值填入表中方法二为了更直观地判断加速度a与力F的数量关系，我们以加速度a为纵坐标、F为横坐标，建立下图所示的坐标系，根据各组数据在坐标系中描点．③实验数据分析在表格数据中比较各组数据中F/a的值是否相等，或接近相等．在a－F坐标系中，如果所描的点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比,如果不是,则需进一步分析．【例1】现测得某一物体的质量M一定时，a与F的关系数据见表:a/(m·s－2）1。