探究加速度与力、质量的关系教案2篇

【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。

课件教案

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？

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：请同学们猜一猜加速度与力、质量有什么关系，列举出实例。

如果学生说不出实例，教师可以列举以下典型的例子：绿灯亮后，摩托车先冲出，然后小轿车，最后载重货车，说明质量大加速度小；方程式赛车的发动机功率大，启动快，加速度大，说明力大加速度大。

播放以上例子的视频。

问题3：能否从理论上验证力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小是合理的？

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。

教师注意：学生回答这一问题时，容易用举实例法，教师注意引导从理论出发。

问题4：研究一个物理量同时与两个物理量有什么关系，应当采用什么方法？

学生很容易回答出用控制变量法。

问题5：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）

参考答案：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。

问题6：保持质量一定，怎样研究加速度与力的关系，或保持力一定，怎样研究加速度与质量的关系？

学生会回答出用打点计时器测出几个加速度及所对应的力，分析加速度与力关系或加速度与质量关系，若不提测加速度，可追问如何测出加速度。

以上6个问题难度不大，建议采用单独让某个学生回答的方式即可，不必给时间进行小组内讨论。

问题7：鉴于用纸带测出加速度是我们已经掌握的一种技能，因此本次探究加速度与力、质量关系不想用此方法。请同学们另外设计出一种切实可行的实验方法？

（1）阐述实验的理论依据及对实验方法的初步设计。

（2）在此理论框架内，具体的实验方案是什么？

组内讨论6分钟，每组组长准备发言。

在学生讨论期间，教师巡视参与讨论交流，如果时间过半还有一些组提不出方案，教师可提醒该组学生参考课本43页“做一做”栏目，再讨论．

参考答案：

理论依据及初步设计：两物体均做初速度为零的匀加速直线运动，由x=知，相同时间内的位移关系，就是他们的加速度关系。

具体实验方案：课本78页参考案例。

学生在阐述时可能（1）（2）两个问题混在一起说出，只要合理、清晰即可；另外理论依据与方案课本上都有，学生看了课本就很容易回答此问题。

引申问题：在此理论依据下，能否再设计出一种实验方案，组内讨论10分钟后组长发言。（讨论后，刚才只提出课本上方案的组重点发言，已经提出不同于课本上方案的组也可以再提出第3种方案。）

教师组织同学们对各种方案进行评价，只要合理可行即可。

最后教师指出：

本节课用课本78页的方案。

问题8：绳拉小车的力是小车受的合力吗？

学生很容易提出还有摩擦力。

问题9：我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复杂化，那么怎样去掉摩擦力呢？组内讨论5分钟后组长发言。

参考答案：

（1）用重力分力平衡掉摩擦力（教师可投影图片解释），为此可以倾斜木板，直到小车放上后恰能静止或被轻推后匀速。

（2）减小摩擦力直到可忽略，可采用气垫导轨。

第2课时：做实验并记录、分析数据，得出结论

一、实验前教师做以下交待：

1．为了节省时间，教师给学生做一下分工，1-5组探究加速度与力的关系，参照表一和表二要求（见学案）；6-10组探究加速度与质量的关系，参照表三和表四要求（见学案），要填写好表格。

2．平衡摩擦力时不必将拴有口杯小桶的绳子解下，车后拖的绳子也不用解下，放在车上即可。

3．注意铁夹子的位置。

4．注意实验中同学之间互相配合，如谁扶住板，谁控制铁夹开启、闭合，谁负责更换砝码和保证绳在滑轮内并负责保护仪器，谁负责测量记录等。

附：

表一（两车质量均为200g+100g）

	参照车		实验车
组别	绳上挂的钩码/g （代表力F1）	位移x1/cm	绳上挂的钩码/g（代表力F2）	位移x2/cm
1	20		30
2	20		40
3	20		50
4	20		60
5	20		70

表二（两车质量均为200g+100g）

组别
1	1．5
2	2．0
3	2．5
4	3．0
5	3．5

表三（两车绳上挂的钩码均为40g）

	参照车		实验车
组别	车和车上砝码总质量/g（代表质量m1）	位移x1/cm	车和车上砝码总质量/g（代表质量m2）	位移x2/cm
1	300		200
2	300		400
3	300		500
4	300		600
5	300		700

表四（两车绳上挂的钩码均为40g）

组别
1	2/3=0．67
2	4/3=1．33
3	5/3=1．67
4	6/3=2．00
5	7/3=2．33

（以上实验过程36min）

二、分析实验数据并得出结论

让学生分析表二和表四，并得出结论。

参考答案：在两车质量一样的情况下，实验车受的力是参照车的多少倍，加速度就是参照车的多少倍，说明加速度与力成正比；在两车受力一样的情况下，实验车总质量是参照车的几倍，加速度就是参照车的几分之一，说明加速度与质量成反比。

【课堂小结】

1．高中第一次接触控制变量法。

2．爱因斯坦有一句名言：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”，因此猜想出加速度与质量、力的关系比实验验证重要，提出实验方案比实验操作重要，通过本节课，大家要好好体会。

3．体会合作的含义，现代科研是需要团队精神的。

【作业】

1．思考题：除了摩擦力以外，你觉得引起误差的主要原因还有什么？为克服这一问题，请设计出改进的实验方案。

2．思考题：用气垫导轨做实验可以基本消除摩擦力影响，如果结合光电计时器也可以测量加速度大小，大家参考课本32页第4题设计一个探究加速度与力、质量关系的实验，条件是没有滑轮系统。

探究加速度与力、质量的关系教案二

实验：探究加速度与力、质量的关系

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，与质量也有关。

2．通过实验探究加速度与力和质量的关系。

过程与方法

1．引导学生思考如何设计实验方案探究物体运动的加速度与力和质量的关系。

2．知道用控制变量法进行实验。引导学生自己设计实验测量的数据表格。

3．引导学生思考用已有的知识可以提出几种测量加速度的方案。

4．知道如何提供并测量物体所受到的恒力。

情感、态度、价值观

1．通过探究激发学生的求知欲和创新精神。

2．通过数字物理实验器材的应用，让学生了解到科技的进步对物理实验的手段产生的重大影响。

3．培养相互合作的团队精神。

教学重点

1．如何提出实验方案。并使实验方案合理可行。

2．如何测量测量加速度和提供并测量物体所受的恒力。

3．如何用图像法分析所测物理量间关系。

教学难点

1．如何对实验方案进行实施。

2．对实验数据的进行分析并得出结论。

教学用具

多媒体设备，小车，一端带有滑轮长的轨道，50克规格钩码若干个，托盘天平一个及配套砝码，线绳若干，“朗威”数字物理实验系统。

教学过程

一、提出问题：

我们已经知道，物体的运动状态及其改变是由它所受的力决定的，而不是因为其他因素；而运动状态改变的难易程度又与其自身的质量有关。我们知道加速度是描述物体运动状态变化的基本物理量，那么，物体运动的加速度一定是由物体所受的力，以及自身的质量决定的。

于是，探究加速度与力、质量的定量关系就是自然而又十分必要。

二、提出解决问题的方案：

给学生片刻思考，让学生提出探究加速度与力和质量关系的方案。教师做出总结。

1．加速度与力的关系：实验的基本思路是保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。

有了实验的基本思路，接下去我们就要准备实验器材，以及为记录实验数据而设计一个表格。为了更直观地判断加速度与力的数量关系，我们以为纵坐标、为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直线上，说明与成正比，如果不是这样，则需进一步分析。

2．加速度与质量的关系：实验的基本思路是保持物体所受力不变，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。

有了实验的基本思路，接下去我们就要准备实验器材，以及为记录实验数据而设计一个表格。为了更直观地判断加速度与质量的数量关系，我们以为纵坐标、为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点，根据拟合的曲线形状，初步判断与的关系是反比例函数。再把图像改画为图像，如果是一条过原点的斜直线，说明自己的猜测是否正确。

有了实验方案，我们还会遇到如何测量或是怎样测量某个具体物理量的问题。这个实验需要测量的物理量有三个：物体的加速度、物体的质量、物体所受的力。质量可以用天平测量，这并不困难，本实验要解决的主要问题是怎样测量加速度和怎样提供并测量物体所受的力。

三、制定实验方案的两个问题：

1．怎样测量（或比较）物体的加速度：

引导学生思考、讨论并交流。学生可能会提出下面的一些方案：

方法一：测出初速度为零的匀加速直线运动的物体在时间内的位移，则；

方法二：在运动的物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度；