４.２ 实验：探究加速度与力、质量的关系
［教学目标］
一、知识目标：
理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关
二、能力目标：
指导学生知道用控制变量法进行实验
三、德育目标
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．培养学生合作的团队精神．
［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
［课时安排］
2课时
［教学过程］
一、导入新课 利用多媒体投影图4—2—1；
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，物体加速度有什么不同?
师：请组1的代表回答一下你们讨论的结果．
组1生：当物体质量一定时，物体的加速度应该随着力的增大而增大．
师：请组2的代表回答你们组讨论的结果。
组2生：当力大小相同时，物体质量越大，运动状态越难以改变，所以质量越大，加速度越小．
师：物体运动状态改变快慢取决于哪些因素?定性关系如何?
生l：应该与物体的质量和物体所受的力有关系．力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小．
生2：这里指的力应该是物体所受的合力，以上图为例，物体所受的重力和支持力相等，不参与加速度的提供．
师：刚才进行多媒体演示时一次是固定力不变，一次是固定质量不变，这样做有什么好处呢? 生：方便我们的研究．
师：这是研究多个变量之间关系的非常好的方法，我们把它称作控制变量法．我们以前在什么地方学到过这种方法?
生1：在初中我们在探究物体的密度与质量、体积之间的关系时。
生2：在研究电流与电压、电阻的关系时．
师：好，我们这节课就用这种方法进行探究加速度和力、质量之间的关系．
实验：探究加速度与力、质量的关系（7大题型）
知识点 1 实验思路
1、探究方法——控制变量法
（1）保持研究对象即小车的质量不变，改变槽码的质量，即改变作用力，测出小车对应的加速度，验证加
速度是否与作用力成正比。
（2）保持槽码的质量不变，即保持作用力不变，在小车上增减砝码可改变小车的质量，测出小车对应的加
速度，验证加速度是否与质量成反比。2、基本思路
（1）探究加速度与力的关系：测量质量m一定的物体在不同的力F作用下的加速度a，分析a与F的关系。
（2）探究加速度与质量的关系：测量质量m不同的物体在同一力F作用下的加速度a，分析a与m的关系。3、实验器材
打点计时器、纸带、小车、一端附有定滑轮的长木板、槽码、细绳低压交流电源、导线、天平、刻度
尺等。4、物理量的测量
（1）质量：用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。
（2）加速度
方法一：对于初速度为零的匀加速直线运动，可以测量出位移x和时间t，然后由22xat 算出加速度。
方法二：用打点的纸带求加速度。用打点计时器打出纸带，通过对纸带上点的分析，由2xaT可求出加速度a。
方法三：在这个实验中也可以不测量加速度的具体数值。这是因为我们探究的是加速度与其他物理量之间
的比例关系，因此测量不同情况下物体加速度的比值即可。
如果能做到让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由22xat可知， 它们的位移之比就等于加速度之比，即1122xaxa 。这样，测量加速度就转换成测量位移了。
（3）合外力：用悬挂槽码的方法为小车提供拉力，把木板的一端垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及
其他阻力。测出槽码的总重力，它近似等于小车运动时所受的拉力。
知识点 2 实验过程
实验步骤1、用天平测出小车的质量，记录数据。
2、平衡摩擦力：在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，使小车在不挂槽码的情况下，能
拖动纸带沿木板做匀速直线运动（带上相邻点间距相等）。3、探究加速度与力的关系：
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高中物理《探究加速度与力和质量的关系》教案
一、教学目标
【知识与技能】知道物体的质量一定时，受力越大，它获得的加速度越大;物体受力一定时，它的质量越小，加速度也越大;
【过程与方法】通过探究性实验，了解加速度与力成正比关系，与质量成反比的关系，学生的动手操作能力和逻辑思维能力得到提升;
【情感态度与价值观】体会物理在生活中的运用，体会从生活走向物理，从物理走向社会的理念。
二、教学重难点
【重点】理解加速度与力和质量之间的定量关系;
【难点】设计实验探究加速度与力和质量之间的关系。
三、教学过程
环节1：多媒体导入
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是牛顿第一定律。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。
多媒体展示：竞赛用的小汽车，质量与一般的小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机，能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静止加速到100km/h。
提出问题：事实告诉我们，物体的质量一定时，受力越大，它获
第 2 页 共 4 页 得的加速度越大;物体受力一定时，它的质量越小，加速度也越大。我们还想知道，物体的加速度与它受的力、它的质量有什么定量关系。
环节2：新课讲授
实验目的：探究加速度与力的关系
一、提出问题：加速度与力之间有怎样的关系呢?
猜想与假设：引导学生，赛用的小汽车，质量与一般的小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机，能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静止加速到100km/h。同学们能根据这个案例得到哪些猜想吗?
二、猜想与假设：在质量不变的情况下，加速度与力成正比。实验方法：控制变量法。
选择器材：测量加速度：打点计时器，测量力：弹簧测力计。实验台为长木板，小车，滑轮组，不同质量的砝码等
《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计
【教学目标】
一、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，与质量也有关。
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。
二、过程与方法
1．指导学生半定量地探究加速度与力和质量的关系，知道用控制变量法进行实验。
2．引导学生自己设计实验，并根据设计进行实验。
3．对实验数据进行处理，并能根据数据结果得出结论。
三、情感、态度、价值观
1．通过实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。
2．通过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。
【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．实验数据的分析和处理。
【教学难点】
1．在老师引导下提出切实可行的实验方案。
2．实验的操作过程。
【教学用具】
多媒体课件，小车（20辆，每辆车上贴上质量为200g，贴上“参照车”与“实验车”字样），一端带有滑轮的长木板（20个），一次性小塑料口杯及棉线套（20个，质量可忽略），50g规格钩码10盒（每盒10个），托盘天平砝码20盒，刻度尺（米尺），线绳若干，铁文件夹10个，计算机和大屏幕投影系统一套，计算器。
【教学要求】
上课地点为实验室，共分成10组，五个学生一组，每组男、女生都要有，选出组长一名。每组桌上贴上组号，每个学生发学案一张，每组同学带课本，计算器，铅笔。
【课时安排】
2课时（第1课时探究实验方案，第2课时实验操作、分析实验数据、得出结论）
【教学过程】
一、第1课时：设计实验方案（教师组织学生讨论并回答学案上的问题）
问题1：本节课研究物体运动的加速度大小跟什么有关，请同学们先猜一猜加速度大小跟什么有关？
