2012高一物理教案4.2实验探究加速度与力、质量关系(人教版必修1)

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。

《2 实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计本节是高中物理必修1第四章第二节内容，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。

本节课是探索规律的实验课，重点是在教师的引导下让学生体验探究过程，体会物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的。

三维目标：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．过程与方法：1．指导学生定性分析加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验．2．指导学生根据原理去设计实验.3．帮助学生分析数据表格，学会利用图象寻求物理规律的方法.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．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神．3．渗透科学的发现、分析、研究等方法。

教学课时：1课时教学重点与难点:重点：1、实验注意事项的分析。

2对a∝F、a∝1／m图象的分析和探究。

难点：对探究性实验的把握。

教学方式：本节课主要采取的是“实验——探究”教学方式。

教学工具：牛顿第二定律演示仪长木板打点计时器和纸带小车重物天平教学过程:复习导入：复习牛顿第一定律的内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

得出牛顿第一定律的内涵：（1）力是改变运动状态的原因。

（2）质量是惯性大小的唯一量度。

分析：合力是产生加速度的原因，以及加速度大小与质量有关。

得出：加速度与力（合力）、质量有关。

新授：一、定性分析加速度与合力、质量的关系1）分析：在光滑水平面上，物体受力越大，产生的加速度越大，学生猜想a与F成正比；2）实验演示：同样的作用力，质量越大，加速度越小，学生猜想a与m成反比。

二、如何定量研究加速度、力和质量三者之间的关系。

1、学生讨论：研究方法：控制变量法。

当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变时，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法，是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法. 设计实验：利用学生熟悉的实验仪器和已知的方法，如何测量加速度、力和质量。

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。

•••••••••••••••••高中物理必修一《探究加速度与力、质量的关系》优秀教案高中物理必修一《探究加速度与力、质量的关系》优秀教案作为一位优秀的人民教师，可能需要进行教案编写工作，编写教案有利于我们弄通教材内容，进而选择科学、恰当的教学方法。

那么教案应该怎么写才合适呢？以下是小编为大家收集的高中物理必修一《探究加速度与力、质量的关系》优秀教案，希望对大家有所帮助。

（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、指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论．3、帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。

（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．★教学重点1、怎样测量物体的加速度2、怎样提供和测量物体所受的力★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――自主选器材，设定方案，进行操作，总结归纳――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、学生电源、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：利用多媒体投影下图：定性讨论：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？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取决哪些因素？定性关系如何？学生活动：学生讨论后回答：第一种情况，受力大的产生加速度大，第二种情况：质量大的产生加速度小。

教学过程(表格描述)教学阶段教师活动学生活动设置意图技术应用时间安排创设情境引导学生思考：质量相同的赛车和小汽车从0加速到100km/h所用的时间不同，可以看出，加速度与力有关系；小汽车和大货车从0-100km/h加速所用时间不同，可以说明，加速度与质量也有关系。

与老师共同回顾，加速度与力有关，与质量也有关系。

引起兴趣，提出问题ppt3分钟温故知新那么加速度和质量、力有怎样的定量关系呢？我们应该怎么研究呢？共同回答：采用控制变量法来研究引导学生掌握科学思想方法2分钟新课讲解一、介绍实验器材：数据采集器、位移传感器、力学轨道、一枚一角硬币质量为3.3g，重为0.033N，小桶质量为4.9g,重为0.049N，小车质量为0.149kg，配重片为50g二、示范介绍器材的组装，把小车固定到力学轨道上，连接好位移传感器。

三、介绍DIS7.1软件的操作。

四、如何平衡摩擦力，用什么方法平衡摩擦力。

熟悉实验器材，知道每样器材的使用。

学生将实验器材组装好，了解DIS7.1软件的使用。

打开专用软件。

共同回答：利用重力的分量平衡摩擦力。

让学生认识实验器材，学会操作PPT,实验器材、DIS7.1软件5分钟实践操作一、指导学生操作，查看学生在操作过程中的不当之处。

二、指导学生，如何利用数据得出图象。

利用控制变量法，先控制小车质量不变，改变外力，再控制外力不变，改变小车质量，得出a-F图象、a-m图象。

学生通过具体操作发现问题，并实验器材10分钟思考问题产生的原因。

分享交流一、展示学生实验结果，共同分析产生结果的原因。

二、a-F图象可以显示出在m一定的情况下，二者成正比关系。

三、提出问题：a-m图象为双曲线对于规律的认识不能很清晰，猜想一下，怎么才能出现我们经常分析的线性关系呢？展示本组的实验结果，分析产生误差的原因。

学生回答：可能画ａ－１／ｍ的图象会出现线性关系。

培养学生发现问题，解决问题的能力。

学生实验数据15分钟效果评价本实验哪些操作会影响实验结果引起误差呢？学生分析误差来源，总结实验过程中还需改进的地方。

《探究加速度与力、质量的关系》教学设计在新教材教学中，新课标要求我们改变过去过分强调知识传授的倾向，注重科学探究精神，让学生亲自经历科学探究过程，学习科学研究的方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。

“探究式教学”是实现其作用的很好的教学方法，加之物理学科的特点，“探究式教学”理应受到我们物理教师的青睐。

可一些习惯于旧的传授式教学的老师，一时难以转变教学模式，不知如何操作，改革的浪潮又推着你必须前进，因此倍感苦恼；又因“探究式教学”操作过程调控难度大，更让一些教师感到力不从心。

笔者这几年一直在进行这方面的尝试探究（我校物理组一直在进行《引导发现尝试探究》的课题研究），小有收获，在具体操作“探究式教学”的过程中感觉还算比较顺手。

下面就我上过的高一物理必修1第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》一堂公开课，谈谈我对这节探究课的大概设计思路和课后的反思体会。

一、教学设计1．吃透新课标精神，领悟教材教学意图，确立三维一体的目标新课标较原有的教学大纲更注重对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力的培养，以本节课为例，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现，而现在变为探究，注重的是问题的提出与发现。

本节课以实验的形式出现，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是如何设计实验，如何提出问题，以及如何操作，如何进行数据处理，分析并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的方法和技巧。

至于学生自己设计的方案不管是否符合要求，不管实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的。

因此，本节课的三维目标制定如下：【三维目标】（一）知识与技能·理解物体运动状态的变化的快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。

·通过实验探究加速度与力的定量关系。

（意图：加速度与质量的定量关系下一课时探究，实践证明1课时45分钟根本无法探究2个问题，若调成2课时合上，又给学校正常的教学秩序带来不便，所以建议分2课时探究。

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。

《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计（2课时）【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、质量有关。

2．通过探究加速度与力和质量的定量关系的实验设计，培养学生解决实际问题的能力。

3．通过分组实验培养学生动手操作能力和数据处理能力。

4．通过对实验的误差分析并对实验进行改进，培养学生的创新能力。

二、过程与方法1．指导学生定量探究加速度与力和质量的关系，体会控制变量法。

2．引导学生自己设计实验，体会等效替代和忽略次要因素的方法。

3．通过对实验数据进行处理，掌握数学图像分析物理规律的方法。

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．培养小组合作的团队精神。

【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．实验的操作过程和误差分析。

【教学过程】（第1课时）一、引入课题通过复习牛顿第一定律引入本节课的内容，然后通过下面一系列的问题，使学生思考采用什么样的方法来验证猜想。

问题1：上一节我们学习什么？（牛顿第一定律）请同学们说出牛顿第一定律内容，并猜想加速度大小跟什么有关？（教师注意：学生可能猜出质量和力以外的因素，教师引导或告之本节课只探究加速度与力和质量的关系。

）问题2：能否从理论上分析力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小？参考答案：力是改变运动状态的原因，力大运动状态容易改变，而运动状态的改变快慢是用加速度来描述的，因此力大，加速度大；质量是惯性大小的量度，质量大，惯性大，运动状态难改变，即加速度小。

二、实验设计问题3：研究一个物理量同时与两个物理量有什么定量关系，应当采用什么方法？学生很容易回答出用控制变量法。

问题4：初中用过这种办法吗？举例说明。

（安排此问题的目的是向学生进行物理学研究方法的教育）参考：在讨论电流与电压、电阻两个量是什么关系时；在讨论压强与压力、作用面积两个量是什么关系时等。