《§42实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计

《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）学生能够理解加速度与力、质量的关系。

（2）通过实验探究，学生学会运用控制变量法研究物理问题。

（3）学生能够熟练使用实验器材进行实验操作，并准确记录和分析实验数据。

2、过程与方法目标（1）经历探究加速度与力、质量关系的实验过程，培养学生的观察能力和逻辑思维能力。

（2）通过对实验数据的分析和处理，提高学生运用数学方法解决物理问题的能力。

3、情感态度与价值观目标（1）在实验探究过程中，培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。

（2）让学生体会物理知识在实际生活中的应用，激发学生学习物理的兴趣。

二、教学重难点1、教学重点（1）理解加速度与力、质量的定量关系。

（2）掌握控制变量法在实验中的应用。

2、教学难点（1）实验数据的处理和分析。

（2）对加速度与力、质量关系的深入理解和应用。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、归纳法四、教学准备实验器材：小车、砝码、托盘、细绳、定滑轮、打点计时器、纸带、刻度尺、天平、电源等。

多媒体设备：投影仪、电脑五、教学过程1、新课导入（1）通过播放一段汽车加速和减速的视频，引导学生思考汽车加速度的大小与哪些因素有关。

（2）提出问题：加速度与力、质量之间存在怎样的关系？2、实验原理讲解（1）介绍控制变量法：在研究多个物理量之间的关系时，先控制其他物理量不变，只研究其中两个物理量之间的关系。

（2）当研究加速度与力的关系时，保持小车的质量不变，改变拉力的大小，测量不同拉力下小车的加速度。

（3）当研究加速度与质量的关系时，保持拉力不变，改变小车的质量，测量不同质量下小车的加速度。

3、实验步骤（1）实验装置安装①将打点计时器固定在长木板的一端，纸带穿过打点计时器的限位孔，连接在小车的后端。

②用细绳将小车通过定滑轮与托盘相连，托盘内放置砝码。

③调整定滑轮的高度，使细绳与长木板平行。

（2）平衡摩擦力①将长木板不带滑轮的一端垫高，使小车在不挂托盘和砝码的情况下，能够沿长木板匀速下滑。

实验：探究加速度与力、质量的关系教学案例设计一、教学内容分析“实验：探究加速度与质量、力之间的关系”这一节内容在物理教材必修一中安排在“牛顿第二定律”前“牛顿第一定律”后。

“牛顿第一定律”是牛顿对于“力与运动的关系”的定性表述，而“牛顿第二定律”是在“牛顿第一定律”的基础上对运动和力的定量研究表述，是牛顿力学的重点和中心内容。

教材引导力学生从牛顿第一定律出发，安排这节内容的必要性，并从实验思路设计，物理量的测量，实验过程和数据分析几个方面引导学生完成探究。

二、学情分析从学生的知识结构上看，通过上一节内容的学习，学生已经知道了物体的加速度与力、质量有关，这为实验理论的理解打下了基础。

经过第一章中“探究小车速度对时间变化规律”这一实验的学习，已经知道实验探究操作的基本步骤，具备了一定的实验能力。

三、设计思想实验在中学物理中占有重要的地位。

在物理学中，许多概念的形成，规律的发现和理论的建立，都是以实验为基础的。

物理离不开实验。

旧的教学模式，课程的开展方式主要是注入填充式，教师为课堂的主体，整堂课都是教师在讲解，学生听，学生参与度很低，而在新的课改中，物理学科提出了核心素养，物理学科的核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。

物理课堂教学围绕着核心素养展开，科学探究是其中必不可少的一部分，所以在实验课程设计上以探究为主要模式。

四、教学目标1、经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程，能够依据要求进行实验设计，学会选择合理的实验方案进行探究实验2、经历用图像处理数据的过程，从图像中发现物理规律，培养学生收集信息、获取证据的能力3、经历实验操作和测量的过程，知道如何平衡摩擦力、减小系统误差等操作方法，体会五、教学重难点教学重点：1、让学生经历加速度与力、质量关系探究过程2、体会探究的本质，培养学生提出问题、批判性思维、交流和合作等能力教学难点：1、从实验数据中分析加速度与力以及加速度与物体质量的关系2、从图像中发现物理规律，并通过这种体验提高使用多种方法和手段分析、处理信息的能力六、教学过程1、问题引入师：牛顿第一定律告诉我们，物体如果受力，将会改变运动状态，产生加速度。

《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计核心价值：通过《实验：探究加速度与力、质量的关系》的探究过程，培养学生的实验动手操作能力、独立思考和团队协作的精神和实事求是、尊重客观规律的科学态度。

教学目标：1.掌握用控制变量法探究加速度与力、质量的定量关系；2.知道测量加速度大小的方法，掌握用图象来分析实验数据，探究物理规律的方法；3.了解气垫导轨减小摩擦的原理，了解光电门及数字计时器在实验中发挥的作用。

教学重点：如何提出合理可行的实验方案，数据的分析和处理。

教学难点：实验操作过程、实验误差分析。

教学过程：课前：登陆优教平台，发送预习任务。

根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）一、知识回顾，引入新课牛顿第一定律：思考：物体受力不平衡时，会怎样运动呢？•1、什么是物体运动状态的改变？物体运动状态的改变就是速度（大小和方向）发生了改变，即物体具有了加速度。

•2、运动状态改变的原因是什么？力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。

•3、如何度量运动状态改变的难易程度？质量大的物体的运动状态较难改变，即物体的惯性大；质量小的物体的运动状态较易改变，即物体的惯性小；质量是物体惯性大小的度量。

那么，加速度与力、质量之间有什么样的联系呢？控制变量法：研究三个量之间的关系时，需要先控制一个量不变，研究另外两个量之间的关系。

二、实验探究思路三、加速度与力的关系生活经验：用大的力推物体，物体会获得大的加速度；而用小的力推相同的物体，物体会获得小的加速度。

猜测：加速度和力之间存在什么样的关系呢？实验探究：控制物体的质量不变，探究加速度与受力之间的定量关系。

两个问题：1.怎样测量物体的加速度？①参考前面学习过的《实验：探究小车速度随时间变化的规律》实验中就算加速度的方法；②可以使用光电门、数字计时器得到物体的瞬时速度。

2.怎样提供并测量物体所受的恒力？要求物体所受的合力恒定，且方便测量，参考前面学习过的《实验：探究小车速度随时间变化的规律》的实验装置，可用钩码拉着滑块运动，什么情况下，我们可以把钩码所受的重力直接看作滑块的合力呢？①考虑到滑块与长木板之间有摩擦力，可用重力的分力来平衡摩擦力；考虑到加速度比较大时，拉力不等于重力，可让滑块的质量远大于钩码的总质量，则加速度较小，此时认为拉力近似等于钩码的重力。

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》教案教学目标：（一）知识与技能了解影响加速度大小的因素;能通过实验探究得出物体的加速度与所受的外力成正比,与物体的质量成反比。

要重视学生实验技能的提高,培养学生获取知识和设计实验的能力。

（二）探究过程与方法通过控制变量法,使学生充分体会探究问题,与小组成员合作设计实验方案,操作实验,借助多媒体辅助,利用图象法对实验数据进行处理,讨论分析与交流,最后总结出实验结论。

（三）情感态度与价值观使学生经历科学探究的过程,体会探究过程中所用的科学方法,体验成功的喜悦;激发学生的学习兴趣。

教学重点：1、使学生掌握控制变量法的使用;2、加速度与力、质量的关系的探究过程。

教学难点:引导学生在猜想的基础上进行实验设计,提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。

教学方法：学生分组实验讨论法合作法分析处理法导学法教学器材：教学设备:多媒体教室、课件学生分组实验器材:气垫导轨、气源、两个光电门和与之配套的数字计时器,滑块、滑片、细线、小桶、天平、砝码、细沙、弹簧秤、小车、木块、钩码、一端带有滑轮的长木板、打点器、纸带、秒表、毫米刻度尺、垫木、橡皮筋等。

教学过程一、引入1、质量接近的普通轿车从0加速到100Km/h 时至少10s而F1赛车需要时间不超过 2.5s?为什么赛车的加速度比较大?2、并驾齐驱的大货车和小汽车在同样大的制动力作用下,哪种车更容易刹车?请同学们从生活经验出发提出自己的看法,并举例说明。

总结：从以上两例中我们可以得到结论：当力的大小一定时，质量越大，加速度越小。

当物体质量一定时，力越大，加速度越大。

（提出问题）物理学并不满足于这样的定性的描述，物体的加速度与它受的力、它的质量有什么定量的关系？二、正课（1）.实验方案的确定（教师活动）那么我们应采用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？（学生活动）可以先研究加速度与物体受力的关系，再研究加速度与物体的质量的关系。

《4.2 实验：探究加速度与力质量的关系》教案《4.2-实验：探究加速度与力、质量的关系》教案实验：探究加速度与力、质量的关系在前面的自学中，我们晓得了如何叙述物体的运动状态。

我们用什么去叙述它呢？对，用速度去叙述，那速度无论是大小还是方向存有一个发生变化，我们就说道物体的运动状态出现发生改变。

那我们又如何叙述速度的变化呢？对，用加速度。

那这文言我们就去深入探讨加速度与力、质量这两个物理量之间的关系。

在定量分析之前，我们先去定性地搞一个探讨。

假如存有两辆汽车，咱们存有两个同学必须驾车它们比赛。

a组呢，就是相同质量的法拉利、奇瑞qq，但是法拉利的马力就是1000匹，而qq的马力就是300匹，那我们同学会挑选哪辆呢？确实就是法拉利，为什么呀？因为法拉利走的更快一些。

也就是说相同质量的物体，受的外力越大，速度变化的越快，加速度越大；b组与相同马力的两辆车，但是一个车呢质量较小――就是小轿车，而另一辆车呢质量很大――就是载满的大货车。

那同学们可以挑选哪辆？小轿车，为什么呀？这也就是说受相同的外力的物体，质量越大，加速度越大。

那通过这两个例子，我们可以看看出：加速度与外力就是呈正有关的，与质量呢就是负相关的。

那究竟它们存有怎样的定量关系，我们通过实验去探究。

运动状态→速度→加速度a：与f呈正有关，与m呈圆形负相关。

m一定时，f越大，a越大；f一定时，m越大，a越大。

那这个实验啊，大家看看课本73页，存有两个方案。

但是无论哪个方案都就是在紧紧围绕这三个量展开。

我们先看看方案一。

在这个实验当中，小车受的外力f用与小车相连接的砝码的重量去则表示，砝码的质量我们可以用天平秤；小车的质量m用天平秤后也可以得出结论；小车的加速度a我们通过第二章中的运动学公式――加速度-时间公式：x=1/2at2展开变形得出结论，由这个式子我们可以晓得加速度a=2x/t2,那我们只要测到小车走到的长度x除了经历的时间t就可以获得加速度a.这里必须特别注意一件事：小车的质量m必须远大于砝码和砝码盘的质量m之和。

实验：探究加速度与力、质量的关系一、教学目标1.物理观念（1）明确实验的操作步骤和各种注意事项，理解实验数据的各种处理方法（2）经历探究加速度与物体受力、物体质量的关系的过程，设计出方便的表格。

2.科学思维学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。

3.科学探究通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。

培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。

4.科学态度与责任培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。

二、教学重难点教学重点：如何提出实验方案并使实验方案合理可行。

教学难点：实验数据的分析与处理。

三、教学分析学生们在前面已经学习了力、物体的运动描述、以及牛顿第一定律。

对力与运动的关系有了简单的认识。

也对测量物体运动的加速度方法和实际操作都比较熟悉。

在本节教学中，我们将教材中一节课的内容分解为两节课进行教学：第一小节是探究加速度与力、质量关系的实验方案的确定；第二节是在实验室中根据学校实际所有器材进行实验探究加速度与力、质量关系的研究，力图在本节课让学生体会探究过程，并且在探究中找到加速度与力、质量的关系。

四、教学过程活动1【导入】实验：探究加速度与力和质量的关系利用视频《家庭视频》,说明用同样大小的力拉不同质量的扭扭车,快慢不同;用不同的力拉相同质量的小板凳,快慢也不同,说明:质量一定时,力越大,加速度就越大;力一定时,质量越大,加速度越小。

那么,加速度与力、质量有什么关系呢?本节课我们通过实验来探究加速度与力、质量的关系。

活动2【讲授】新课实验准备教师用幻灯片展示课前预习答案,并解决课前预习中的问题。

实验原理基本思路——控制变量法(1)保持研究对象即小车的质量M不变,改变砝码的质量m,即改变作用力F,测出小车的对应加速度,验证加速度是否与作用力成正比.(2)保持砝码的质量m不变,即保持作用力F不变,改变研究对象即小车的质量M,测出小车的对应加速度,验证加速度是否与质量成反比.实验器材打点计时器,天平,细绳,纸带复写纸片,小车和钩码,小桶和钢珠,一端有滑轮的长木板、刻度尺、导线实验测量加速度a利用打点计时器打出的纸带计算加速度质量M天平力F利用小微课介绍如何平衡摩擦力得到恒力F要求学生完成实验探究一:平衡摩擦力利用现有的器材,对桌面的小车进行平衡摩擦力活动3【活动】实验探究过程教师分配任务,要求学生在有限的时间内完成各自的任务小组完成探究二控制小车和钩码的质量M=(小车上放钩码,已知M车=186.8g,M码=50g);712小组完成探究三控制小桶和钢珠的质量m=(已知m桶=5.1g,m钢珠=3.58g)2.小组实行组长负责制,组长负责小组管理及任务的分配。

4．2探究加速度与力、质量的关系教学目标：⑴理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和必要性⑵理解实验思路的合理性，以及用图像处理实验数据的有效性⑶经历实验的操作和测量过程，以及通过图像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。

⑷体会整个探究过程的科学严谨和合理性教学方法：导学、精讲、讨论、实验教学重点：实验方案的设计和注意事项的讨论教学难点：组织学生思考与讨论：①钩码质量应比小车质量小很多（≤1/6）时，钩码所受的重力才近似等于细线对小车的拉力；②如何“消除”小车受到的摩擦力？③数据处理时的“化曲为直”。

教学过程：一、实验的基本思路：问题讨论和分析讲解：①引导学生讨论根据什么、以及为什么要探究加速度与力、质量的关系？②要求学生猜想加速度与力、质量之间可能是什么样的关系？并简单阐述猜想的依据。

③如何探究一个物理量与两个（或多个）物理量之间的关系？④讨论：保持物体的质量不变时，测量物体在不同的力的作用下的加速度，以每次测量的数据在坐标系上描点（a，F），如果二者之间是正比关系，所得的图象应该是什么曲线？⑤讨论：保持物体所受的力不变时，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，以每次测量的数据在坐标系上描点（a，m），如果二者之间是反比关系，所得的图象应该是什么曲线？思考：1、怎样能使数据的处理变的直观和方便？2、若加速度与质量的二次方成反比，可以怎样处理数据？二、实验数据的分析：1、数据记录：利用表格记录数据2、数据分析：利用图线得到规律，注意“反比”向“正比”的转换甲乙三、制定实验方案时的两个问题：1、怎样测量（或比较）物体的加速度？⑴【公式法】测出时间和位移，利用公式，计算出加速度；⑵【打点计时器法】利用打出的纸带，利用公式，计算出加速度；⑶【比较法】两个初速度为．．．．0．的匀加速直线运动，在相等的时间内．．．．．．位移与加速度的关系为，这样测出位移就可以知道加速度的比值了。

探究加速度与质量、力的关系教学设计一、教材分析“探究加速度与力、质量的关系”一节选自人教版普通高中物理必修一第四章第二节。

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

本节从引导学生从牛顿第一定律出发，提出探究加速度与力、质量关系的必要性并从实验思路设计、物理量的测量、实验过程和数据分析几个方面导学生完成探究，实验的基本思路对于学生来说并不困难，因此整个教学过程应该更加重视让学生体会探究的实质：鼓励学生提出科学问题;设计更多的实验方案;引导学生解决实验中遇到的问题：会试用多种方法处理数据，基于实验数据得出结论；以及培养学生对探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。

二、学情分析1.已有基础：从知识结构上看，学生已认识到加速度与力、质量有关，以及它们之间的定性关系，具备了进一步定量探究的基础；从科学探究素养上看，学生已接触过实验探究，初步熟悉科学探究的要素，对于实验探究，学生也已有了一定基础；从认知发展水平上看，高一学生的认知正处于由直观认知向逻辑推理过渡阶段，学生已经初步具备了分析、归纳的能力。

2.学困点：生对定量研究运动规律的过程还很陌生，对于应用图像法处理数据中图像的“拟合”原理难以理解。

三、教学目标1.通过实验设计过程，采用控制变量的方法对a、F、m三个物理量间的关系进行定量研究和根据实验数据，归纳实验结论。

2.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，理解图像法处理实验数据的有效性和“化曲为直”的思想方法，体验如何平衡摩擦阻力、减少系统误差的操作方法。

3.通过探究实验，体会探究过程的科学性和严谨性，培养与人合作、学会分享的团队精神。

四、教学重难点重点: 让学生经历加速度与力、质量关系的探宄过程，体会探究的本质，培养学生提出问题、批判性思维、交流与合作的能力。

学案2 探究加速度与力、质量的关系[学习目标定位] 1.学会用控制变量法研究物理规律.2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a －F 、a －1m 图像.3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系．知识储备区一、实验器材小车、砝码、小桶、砂、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、天平．二、实验原理实验的基本思想——控制变量法1．保持研究对象即小车的质量不变，改变小桶内砂的质量，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力．2．保持小桶中砂的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量.学习探究区一、实验方案的设计1．三个物理量的测量方法——近似法本实验的研究对象：放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动．(装置如图1所示)．图1(1)小车质量的测量利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量． (2)拉力的测量当小桶和砂的质量远小于小车的质量时，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力，即F ≈mg .(3)加速度的测量：逐差法．2．实验数据的处理方法——图像法、“化曲为直”法 (1)研究加速度a 和力F 的关系图2以加速度a 为纵坐标，以力F 为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图像，如图2所示，若图像是一条通过原点的直线，就能说明a 与F 成正比．(2)研究加速度a 与物体质量m 的关系如图3甲所示，因为a －m 图像是曲线，检查a －m 图像是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难．若a 和m 成反比，则a 与1m 必成正比．我们采取“化曲为直”的方法，以a 为纵坐标，以1m 为横坐标，作出a －1m 图像，若a －1m 图像是一条直线，如图乙所示，说明a 与1m 成正比，即a 与m 成反比．图3二、实验步骤1．用天平测出小车的质量M ，并把数值记录下来． 2．按图4所示的装置把实验器材安装好．图43．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，多次移动木块位置，直到轻推小车，使小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止．4．在小桶里放入适量的砂，在小车上加放适量的砝码，用天平测出小桶和砂的质量m ，并记录下来．接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带．5．保持小车的质量不变，改变砂和小桶的质量，按步骤4再做5次实验．6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格的相应位置.7.a －F 图像，从而得出a －F 的关系．8．保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，并设计表格如下．根据实验结果画出小车运动的a －1M 图像，从而得出a －M 的关系.9.三、注意事项1．实验中应先接通电源后释放小车．2．在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源．用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡．3．改变砂的质量过程中，要始终保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量． 4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去．典例精析例 某实验小组利用图5所示的装置探究加速度与力、质量的关系．图5(1)下列做法正确的是________(填字母代号)．A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)图6是甲、乙两同学根据实验数据画出的图像．图6形成图线甲的原因是______________________________________________________．形成图线乙的原因是______________________________________________________．解析(1)实验中细绳要与长木板保持平行，A项正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过滑轮拴在木块上，这样无法平衡摩擦力，B项错误；实验时应先接通打点计时器的电源再放开木块，C项错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量后不再需要重新平衡摩擦力，D项正确．(2)图线甲中F＝0时，木块就有了加速度，可见是长木板倾角过大．图线乙中，有了拉力时，加速度仍为0，说明未平衡摩擦力或长木板倾角过小．答案(1)AD (2)长木板倾角过大未平衡摩擦力或长木板倾角过小自我检测区为了探究加速度与力的关系，使用如图7所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：图7(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_______ _．A．m1＝5 g B．m2＝15 gC．m3＝40 g D．m4＝400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度a的表达式为：________.(用Δt1、Δt2、D、s表示)答案(1)见解析(2)D (3)a ＝DΔt 22－DΔt122s解析(1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动，或取下牵引砝码，轻推滑行器，数字计时器记录每一个光电门的光束被遮挡的时间Δt都相等．(2)本实验只有在满足m≪M的条件下，才可以用牵引砝码的重力近似等于对滑行器的拉力，所以D是不合适的．(3)由于挡光片通过光电门的时间很短，所以可以认为挡光片通过光电门这段时间内的平均速度等于瞬时速度，即有v1＝DΔt1，v2＝DΔt2，再根据运动学公式v22－v21＝2as得：a＝DΔt22－DΔt122s.。

《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计一、指导思想本节课的学习，依据人教版高中物理必修一课本实验二，建构主义的学习理论、多元智力理论和后现代主义。

根据学生最近发展区，设计活动，通过“科学探究→收集数据→分析处理数据→建构概念”的教学流程，学生动手操作测量利用小车与加速度与力，质量的关系，经历科学探究过程，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中，总结得到加速度与力，质量的关系二、教学背景分析1、本节的教学内容是建立在质量、力，加速度的概念基础之上，通过实验探究收集数据、交流讨论，建立概念的教学，是对简单机械的拓展和深化，进一步认识三者之间的关系，是学生探究能力提升的过程之一。

2、高一学生现阶段能力发展水平不平衡，形象思维能力较强，逻辑思维能力发展水平不高，但具有一定的物理实验的基本技能和基本方法，已初步具备收集、记录实验数据，分析实验数据得出结论的能力。

学生通过前面的学习已经知道牛顿第二定律，通过本节课的学习可以加深学生对牛顿第二定律的理解。

3.教学方式通过探究加速度与力、质量的关系，速度是描述物体运动状态的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量。

因此也可以说，加速度是描述物体运动状态变化快慢的物理量。

由前面的学习我们知道，力是改变物体运动状态的原因，质量大的物体运动状态不容易改变。

这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关系。

4.教学准备多媒体课件，小车一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细线两条；钩码(规格:10g20g，用作牵引小车的力)；砝码(规格:50g100g200g，用来改变小车的质量)；刻度尺、计算器，铅笔；文件夹；粗线绳(用来牵引小车).打点计时器、电源、纸带、气垫导轨.三、教学目标1.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，以及用图像处理实验数据的有效性。

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系★新课标要求（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，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。

（二）过程与方法1、使学牛掌握在研究三个物理量Z间关系时，用控制变量法实现。

2、指导学生根据原理去设让实验，处理实验数据，得出结论.3、帮助学生会分析数据表格，利用图彖寻求物理规律。

（三）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粕神。

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.★教学重点1、怎样测塑物体的加速度2、怎样提供和测虽物体所受的力★教学难点指导学生选器材，设计方案，进行实验。

作出图象，得出结论★教学方法1、提出问题，导入探究原理一一自主选器材，设定方案，进行操作，总结归纳一一进行交流。

2、对学生操作过程细节进行指导，对学生实验过程的疑难问题进行解答。

★教学用具：多媒体、小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学牛电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。

★教学过程（一）引入新课教师活动：利川多媒体投影下图：F\< F Q用1＜用2定性讨论：物体质量一定，力不同，物体加速度冇什么不同？力大小相同，作用在不同质量物体上，物体加速度有什么不同？物体运动状态改变快慢収决哪些因素？定性关系如何？学生活动：学生讨论后冋答：第一种情况，受力人的产生加速度人，第二种情况：质量大的产生加速度小。

学生再思考生活屮类似实例加以体会。

点评：教师还可举日常牛活中-•些实例，如赛车和普通小汽车质量和仿，但塞车安装了强大的发动机，牵引力巨人，可产生很大加速度。

再如并驾齐驱的人货车和小汽车在同样人的制动力作用下，小汽车容易刹车.通过类似实例使学生获得感性认识：加速度大小既与力有关，也与质量有关，为下一步定量研究做好铺垫. （二）进行新课1、物体加速度与它受力的定量关系探究教师活动：现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系（用控制变量法）。

教学内容实验：探究加速度与力、质量的关系课时教材分析（1）本节课的主要教学内容是探究加速度与力、质量的关系。

（2）本节课主要介绍了控制变量法的使用、如何提出实验方案并使实验方案合理可行、实验数据的分析与处理等知识点。

（3）通过学习本节课，学生能够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；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；通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。

教学目标回顾（1）学生能够理解并应用控制变量法来设计实验，探究加速度与力、质量之间的关系，并能够合理分析实验数据。

（2）学生通过实验操作，能够培养科学探究的能力，形成实事求是、尊重客观规律的科学态度，并激发求知欲和创新精神。

（3）学生能够描述物体在受力情况下的运动状态变化，并解释加速度、力和质量之间的定量关系。

教学过程一、引入新课开场白教师步入教室，手持一本关于经典力学的书籍，微笑面对学生：在物理学的浩瀚星海中，牛顿三大定律犹如夜空中最亮的星，指引着我们探索力与运动的奥秘。

今天，我们将踏入这场奇妙之旅的第二站——加速度、力与质量的不解之缘。

让我们带着疑问，一起揭开‘运动和力’那神秘的面纱。

提问激发兴趣思考问题：物体运动状态的改变，具体是哪个物理量在‘幕后操作’？没错，正是加速度，它是运动状态变化快慢的直接反映。

当不同物体面临相同的力时，为何有的轻盈跳跃，有的却沉重缓慢？是何种因素决定了这种差异性？二、新课内容探索的起点：问题的提出教师在黑板上写下：物体的加速度a与所受的合外力F、物体质量m 之间存在怎样的秘密关系？字迹刚落，教师转身，眼神充满期待地望向学生们，等待思维的火花在他们眼中闪烁。

猜想的舞台：思维的碰撞学生讨论：我猜，如果质量m固定，力越大，加速度应该也会变大吧，因为更大的推力能让物体更快加速。

反之，如果力不变，质量增加的话，就像推动一辆加重的购物车，感觉会更费劲，所以加速度应该会减小。

实验：探究加速度与力、质量的关系一、教学目标1.物理观念通过实验认识加速度与力、质量之间的定量关系。

掌握牛顿第二定律（F=ma）的数学表达式，并理解其物理意义。

深刻理解力是产生加速度的原因，以及加速度方向与合外力方向间的矢量关系。

2.科学思维通过实验及数据处理，培养学生观察、分析、归纳总结的能力。

培养学生运用控制变量法研究物理问题的能力。

3.科学探究通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。

培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。

4.科学态度与责任培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。

二、教学重难点重点：通过实验探究加速度与力、质量之间的定量关系，得出牛顿第二定律。

难点：理解并掌握牛顿第二定律的物理意义，以及如何在实验中准确测量和计算加速度、力和质量。

三、教学分析本实验基于新人教版高中物理必修1第四章第二节的内容，主要研究物体的加速度a与物体所受的外力F及物体的质量m之间的定量关系。

通过实验，学生可以更直观地理解牛顿第二定律，并掌握其应用。

四、教学过程教学环节教师活动设计意图新课导入（一）引入新课通过复习牛顿第一定律，引导学生理解力是改变物体运动状态（即产生加速度）的原因。

提出问题：物体的加速度与哪些因素有关？它们之间有何定量关系？用生动形象的画面激活学生的思维，培养学生学习的兴趣。

课内探究（二）实验设计控制变量法：在探究加速度与力的关系时，保持小车质量不变，改变施加在小车上的力（通过增减钩码数量实现）。

在探究加速度与质量的关系时，保持施加在小车上的力不变，改变小车的质量（通过在小车上增减砝码实现）。

实验原理：利用打点计时器或测量小车在相同时间内的位移来反映加速度的大小（位移与加速度成正比）。

通过测量小车的质量（使用天平）和施加在小车上的力（通过测量钩码重力得到），结合实验数据探究加速度与力、质量的关系。

42《实验探究加速度与力质量的关系》教案_教案：实验探究加速度与力、质量的关系一、实验目标：通过实验，探究加速度与力、质量的关系，进一步理解牛顿第二定律。

二、实验器材和药材：1.物体：小球、各种不同质量的金属块2.实验平台和滑轨：保证实验进行的平稳和准确3.弹簧测力计：测量物体所受的拉力大小4.定滑轮和活动滑轮：用于改变物体所受的力的方向5.实验电子天平：测量物体的质量6.计时器：计量物体运动的时间三、实验步骤：1.实验准备：a.在实验平台上设置滑轨，以确保实验对象的平稳和准确。

b.在滑轨的一侧固定一个定滑轮，并在滑轨另一侧设置一个活动滑轮，以改变物体所受到的力的方向。

c.在滑轨的一侧固定一个弹簧测力计，用于测量物体所受到的拉力大小。

d.将实验电子天平放置于实验平台上，并确保准确测量物体的质量。

e.准备计时器，以记录物体运动的时间。

2.实验操作：a.选取一个小球作为实验对象，并称量其质量m。

b.将小球放置在滑轨上，并确保其可以顺利滑动。

c.使用弹簧测力计测量小球所受到的拉力F，并记录下来。

d.使用计时器，记录小球从起始位置滑向结束位置所用的时间t。

e.重复上述实验步骤，但改变物体的质量m（例如使用不同质量的金属块）。

f.记录拉力F和时间t，然后计算加速度a=(2s/t^2)，其中s是小球从起始位置滑向结束位置的距离。

g.对于每个质量m，重复实验步骤c至f，以获得多个加速度a的数值。

四、实验数据的处理与分析：1.将实验数据整理成表格的形式，分别列出物体质量m、所受拉力F、滑动时间t以及计算得到的加速度a的数值。

2.根据实验数据绘制物体质量m与加速度a的散点图。

3.观察散点图的分布情况，推测加速度a与物体质量m之间的关系。

4.根据实验数据分析，列出结论：加速度a与物体质量m成何种关系。

五、实验注意事项：1.实验中使用的平台和滑轨必须保持平稳，以确保实验的准确性。

2.实验中小球所受到的力应保持稳定，避免其他因素对实验结果产生影响。

4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系教学目标：（一）知识与技能1.学会用控制变量法研究物理规律。

2.会测量加速度、力和质量，掌握物体运动的a-F、a-m图像。

3.能通过实验数据及图像得出加速度与力、质量的关系。

（二）过程与方法经历实验的操作和测量过程，以及通过图像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。

（三）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.通过探究激发学生的求知欲和创新精神。

教学重难点：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。

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。

教学过程：一、导入新课：加速度与力、质量有什么关系？二、讲授新课：1、实验思路【教师提问】(1)你认为应该如何完成这个探究实验？(2)比如，研究什么物体？(3)如何测量该物体受到的力？(4)如何测量该物体的加速度？(5)怎样分析数据？【学生讨论】【教师总结】实验思路：用控制变量法探究加速度a与力F的关系和加速度a与质量m的关系。

实验目的：(1)学会用控制变量法研究物理规律。

(2)测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a-F、a-m图像。

(3)能通过实验数据及图像得出加速度与力、质量的关系。

实验器材：小车、槽码、砝码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平。

实验原理：实验的基本思想——控制变量法(1)保持研究对象即小车的质量不变，改变槽码的个数可以成倍地改变小车所受拉力，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力。

(2)保持小车所受拉力不变，改变研究对象即小车的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量。

【教师提问】加速度和力之间存在什么样的关系呢？【课件演示】拉力不同的情况下小车的运动情况。

保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。

4.2实验：探究加速度与力、质量的关系教案（一）教学课题：实验探究加速度与力、质量的关系课标要求：通过实验，探究加速度与物体受力、物体质量的关系。

教学目标：1、使学生经历探究加速度与物体受力、物体质量的关系的过程。

2、让学生感悟控制变量法、图象法等科学研究方法的应用。

3、使学生体验通过自己探究物理规律，获得物理知识的乐趣。

4、使学生的观察能力、质疑能力、分析问题的能力和交流合作的能力得以提高。

教学重点：加速度与物体受力、物体质量的关系的实验探究过程。

教学难点：指导学生猜想加速度与力、质量的关系，实验数据处理及分析论证得出结论课型：实验探究课教学器材：视频材料、带有定滑轮的长木、小车、打点计时器、钩码、天平、CAI课件教学整体思路：↓↓↓↓↓↓↓↓↓置第二定律作业一、教学中出现的问题：1、少数学生实验技能掌握不够，打占计时器测量加速度的知识有遗忘，有个别组的同学未能完成实验。

2、个别组同学对实验有畏难情绪，不敢放手操作。

3、部分同学图象法处理数据能力不够。

二、改进措施：进一步提高学生的探究能力，包括猜想能力、设计实验能力、数据处理与分析能力。

三、教学体会：本实验只是让学生对自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能只能过一次或几次简单的测量实验就得出的，任何一个规律都需要通过大量的实验事实来论证，本实验旨在培养学生的科学态度和科学精神，让学生通过实验，尝试应用科学探究的方法，体验科学实验的艰辛和乐趣，基本符合新课程培养学生的目标要求。

这节课，本人坚持课改精神，采取“自主探究，启发导学”的教法，让学生主动参与动手实验中学习知识，充分调动学生的学习兴趣和积极性，同时在实验中充分体现了合作探究的学习方式。