《物理《實驗探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》教案人教版必修1關(guān)注高中學習資料庫》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理《實驗探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》教案人教版必修1關(guān)注高中學習資料庫（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、必修一4.2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 一、教材分析 這是一節(jié)學生實驗課，目的是為了讓學生體會物理探究過程中所用的科學方法。書中沒有給出確定的實驗方案，要學生自己設(shè)計，但是給出了實驗的基本思路：控制變量法。學生在初中已經(jīng)接觸過控制變量法，難度應該不大。 二、教學目標 .知識與技能 1 .理解物體運動狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān). 2 .通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系. 3 .培養(yǎng)學生動手操作能力. 過程與方法 1 .指導學生半定量的探究加速度和力、物體質(zhì)量的關(guān)系，知道用控制變量法進行實驗. 2 .學生自己設(shè)計實驗，自己根據(jù)自己的實驗設(shè)計進

2、行實驗. 3 .對實驗數(shù)據(jù)進行處理，看一下實驗結(jié)果能驗證什么問題， 情感態(tài)度與價值觀 1 .通過探究實驗，培養(yǎng)實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學態(tài)度. 2 .通過實驗探究激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新精神. （2）培養(yǎng)與人合作的團隊精神. 三、教學重難點 教學重點 1 .控制變量法的使用. 2 .如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行. 3 .實驗數(shù)據(jù)的分析與處理. 教學難點 1 .如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行. 2 .實驗數(shù)據(jù)的分析與處理. 四、學情分析 學生對控制變量法應以掌握，關(guān)鍵是實驗設(shè)計，實驗操作能力不強，應讓其做好充分的課前預習 五、教學方法 探究、講授、

3、討論、練習 六、課前準備 多媒體課件，小車（20輛，每輛車上貼上質(zhì)量為200g,貼上“參照車”與“實驗車”字樣）,一端帶有滑輪的長木板（20個），一次性小塑料口杯及棉線套（20個，質(zhì)量可忽略），50g規(guī)格鉤碼10盒（每盒10個），托盤天平祛碼20盒，刻度尺（米尺），線繩若干，鐵文件夾10個，計算機和大屏幕投影系統(tǒng)一套，計算器。 七、課時安排 1課時 八、教學過程 （一）預習檢查、總結(jié)疑惑 （二）情境導入、展示目標 利用多媒體投影圖4一2一1； Fg Ft 田4-2-1 分組定性討論 組I:物體質(zhì)量一定，力不同，物體加速度有什么不同？ 組2：力大小相同，作用在不同質(zhì)

4、量的物體上，物體加速度有什么不同？ 師：請組1的代表回答一下你們討論的結(jié)果. 組1生：當物體質(zhì)量一定時，物體的加速度應該隨著力的增大而增大. 師：請組2的代表回答你們組討論的問題， 組2生：當力大小相同時，物體質(zhì)量越大，運動狀態(tài)越難以改變，所以質(zhì)量越大，加速度越小. 師：物體運動狀態(tài)改變快慢取決于哪些因素?定性關(guān)系如何？ 生1：應該與物體的質(zhì)量和物體所受的力有關(guān)系,力越大，加速度越大：質(zhì)量越大，加速度越小. 生2：這里指的力應該是物體所受的合力，以上圖為例，物體所受的重力和支持力相等,不參與加速度的提供. 師：剛才進行多媒體演示時一次是固定力不變，一次是固定質(zhì)量不變，這樣做有什

5、么好處呢？ 生：,方便我們的研究. 師：這是研究多個變量之間關(guān)系的非常好的方法，我們把它稱作控制變量法.我們以前在什么地方學到過這種方法？ 生1：在初中我們在探究物體的密度與質(zhì)量、體積之間的關(guān)系時 生2：在研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時. 師：好，我們這節(jié)課就用這種方法進行探究加速度和力、質(zhì)量之間的關(guān)系. 首先來看本屆的學習目標 知識與技能 1 .理解物體運動狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān). 2 .通過實驗探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系. 3 .培養(yǎng)學生動手操作能力. 過程與方法 1 .指導學生半定量的探究加速度和力、物體質(zhì)量的關(guān)系，知道用控制變量法進

6、行實驗. 2 .學生自，己設(shè)計實驗，自己根據(jù)自己的實驗,設(shè)計進行實驗. 3 .對實驗數(shù)據(jù)進行處理，看一下實驗結(jié)果能驗證什么問題， 情感態(tài)度與價值觀 1 .通過探究實驗，培養(yǎng)實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學態(tài)度. 2 .通過實驗探究激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)新精神. 3 .培養(yǎng)與人合作的團隊精神. （三）合作探究、精講點撥 一、加速度與力的關(guān)系 師：設(shè)計一個實驗，保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在各個不同的力的作用下的加速度,分析加速度與力的關(guān)系,大家分組討論并且每組設(shè)計一個實驗方案，并說明實驗的原理. 分組討論 組1生1：我們是根據(jù)課本上的參考案例設(shè)計實驗的（在投影儀上展示實驗裝置如圖

7、4-2 -2）.?4-2-2 組1生2：我們設(shè)計實驗的實驗原理如下；因?為兩個小車的初速度都為零，拉力大小不同，但對每個小車來說保持不變，所以小車應該做勻加速直線運動.根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動的位移公式又=毗72可知，加速度和位移成正比，只要測量位移就可以得到加速度與受力之間的關(guān)系，力的大小可以根據(jù)盤中的祛碼求出來. 師：下面請組2的代表發(fā)言. 組2生1；我們設(shè)計的方法和組1的差不多，我們是用了一輛小車，小車后面連接一紙帶,用打點計時器記錄小車的運動情況，根據(jù)所打的點計算小車的加速度，然后再看所受的力和加速度的關(guān)系. 組2生2：為了消除摩擦力的影響，我們在木板下面墊了一個小木塊

8、，當小車沒有拉力時讓它在木板上勻速運動. 師：這個同學的想法很好，這樣小車受到的繩子的拉力就等于小車受到的合力，下面請組3的同學代表發(fā)言. 組3生1：前面兩組的同學設(shè)計實驗時都是物體的初速度為零，我們可以利用氣墊導軌設(shè)計一個更為一般的方法，讓導軌傾斜不同的角度，滑塊所受的力就是重力的分力，讓滑塊滑過軌道中間的兩個光電門，記錄經(jīng)過光電門的速度和兩個光電門的距離，根據(jù)公式x=（va-v力/2a可以求出加速度的大小，從而可以得到加速度和力的關(guān)系. 師：好的，在進行實驗之前還應該先設(shè)計自己的實驗表格來記錄一下自己的實驗數(shù)據(jù).那么你是怎樣設(shè)計表格使你的實驗數(shù)據(jù)得以記錄的呢？ 生L水平面長木板與小

9、車，車后用繩控制小車運動，兩車偵量相同.表格設(shè)計如下： 參考表格 生用輛車，量速 小車1 小車2 2： 小測加度 次數(shù) 拉車祛碼（S） 位移xl/cm 拉車硅碼（S） 位移x2/cm 1 2 3 4 5 次數(shù) 拉車硅碼（g） 加速度a： 拉車祛碼（e） 加速度船 1 2 3 4 5 師：好，現(xiàn)在大家就根據(jù)自己設(shè)計的方案進行實驗，把數(shù)據(jù)填人設(shè)計的表格內(nèi). 學生進行實驗

10、，老師巡回指導，幫助實力較弱的小組完成實驗 師：現(xiàn)在請各小組簡要進行一下實驗報告. 組1生1；我們根據(jù)課本上的參考案例進行了實驗,因為已知小車的加速度和位移成正比,通過驗證位移和受力之間的關(guān)系，即可得出加速度和受力的關(guān)系. 師：實驗數(shù)據(jù)是怎樣進行處理的呢？ 組1生2：我用的是位移和對應力的比值. 組1生3：通過我們的討論，我們發(fā)現(xiàn)用作圖的方法能更好地表示位移（即加速度）和力的關(guān)系.關(guān)系圖表如圖4-2-3所示；可得在研究物體質(zhì)量不變的情況下，物體的加速度與物 體所受的外力成正比.圖4-2-3 組2生：我們通過處理小車后面的紙帶，計算出小車的加速度，通過作圖驗證了小車的加速度

11、和物體所受的合力成正比.組3生：我們用氣墊導軌作出的加速度和所受力的關(guān)系圖象，實驗結(jié)論是圖象非常接近一條過原點的直線. 師：大家做得都非常好,那么你們在實驗中遇到的困難是什么呢?能不能想出辦法來克服? 組1生：當拉小車的祛碼的質(zhì)量較大時，繩子容易打滑，從而影響了位移的測量.我們用松香涂抹在繩子上，效果不錯. 組2生：我們在做實驗時發(fā)現(xiàn)了這樣一個問題，即當祛碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量差不多時,a-F圖象不能再是一條直線，，而是發(fā)生了彎曲. 師：這組同學的問題非常好，實際上祛碼和盤的重力并不嚴格等于小車受到的拉力，簡單證明如下：設(shè)硅碼及盤的質(zhì)量為m,小車的質(zhì)量為M,則分別對它們進行受力分析，對小

12、車,受拉力和摩擦力，對祛碼和盤，受重力和拉力，那么它們之間的關(guān)系是什么呢?如果相等，根據(jù)物體受合力為零則物體做勻速運動，而實際上祛碼及盤實際的運動應該是做加速運動，所以說重力和拉力并不相等，而是應該重力大于拉力，而我們在實驗中認為二者相等，所以實驗的誤差有一部分來源于此.控制的方法就是盡可能地使祛碼和盤的質(zhì)量遠小于小車及硅碼的質(zhì)量，具體的分析方法我們將在下一節(jié)學到. 組3生：雖然用氣墊導軌做實驗結(jié)果比較精確，但實驗數(shù)據(jù)處理比較復雜. 師：我們可以用計算機進行數(shù)據(jù)處理，使數(shù)據(jù)處理變得簡單化，大家在課下討論一下看如何用數(shù)據(jù)處理軟件處理實驗中得到的數(shù)據(jù). 師：以上我們是通過控制物體的質(zhì)量不變來

13、探究物體的加速度與物體所受力之間的關(guān)系,下面同學們繼續(xù)做實驗，通過控制物體所受的力不變來探究物體的加速度和質(zhì)量的關(guān)系. 二、加速度與質(zhì)量的關(guān)系 一學生進行實驗，老師巡回指導，幫助實力較弱的小組實現(xiàn)實驗 由于和以上的實驗方法非常類似，所以可以直接讓學生得出結(jié)論. 師：大家得出的結(jié)論是什么？ 生：物體加速度在物體受力不變時，和物體的質(zhì)量成反比. 師：這時候我們應該怎樣通過圖象來驗證問題呢？ 生：我們?nèi)绻鱝-M圖象則圖象是曲線，我們可以作a-1/M圖象來解決這個問題，物體的加速度和質(zhì)量成反比，所以a—1/M圖象應該是一條過原點的直線. 三、由實驗結(jié)果得出的結(jié)論 師：通過大家的實驗

14、，排除誤差的影響，大家討論總結(jié)一下加速度和物體所受的力以及物體質(zhì)量之間的關(guān)系. ［分組討論］ 生1:我們可以得出這樣的結(jié)論：物體的加速度和物體所受的力成正比，和物體的質(zhì)量成反比. 生2：應該是和物體所受的合力成正比. 生3：我想力是矢量，加速度也是矢量，加速度的方向應該和物體所受力的方向相同. 師：（總結(jié)）大家的發(fā)言非常好，那么我們得出的結(jié)論是不是一個定理性的結(jié)論呢?僅靠少量的實驗是不行的，應該通過更為精確的實驗和更多次的實驗進行證明，不過我們大家在現(xiàn)有水平下能夠得出這個結(jié)論是非常了不起的，這是我們下節(jié)課要學的牛頓第二定律的內(nèi)容. （四）反思總結(jié)、當堂檢測 在水平路面上，一個大人

15、推一輛重車，一個小孩推一輛輕車，各自做勻加速運動（阻力不計）.甲、乙兩同學在一起議論，甲同學說：大人推力大，小孩推力小，因此重車的加速度大.乙同學說，重車質(zhì)量大，輕車質(zhì)量小，因此輕車,的加速度大.你認為他們的說法是否正確?請簡述理由. 答：甲、乙兩同學的結(jié)論和理由都不全面和充分，物體的加速度決定于物體所受的合外力和物體的質(zhì)量.大人的推力雖然大，但車的質(zhì)量也大，因此重車的加速度也不一定就大.小車的質(zhì)量小，但是小孩的推力也小，因而解車的加速度也不一定大.判斷誰的加速度大，必須看各自的質(zhì)量和合外力. ［小結(jié)］ 本節(jié)我們學習了： 1 .力是物體產(chǎn)生加速度的原因. 2 .用控制變量法探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系；設(shè)計實驗的方法. 3 .物體的質(zhì)量一定時，合外力越大，物體的加速度也越大；合外力一定時，物體的質(zhì)量越大，其加速度越小，且合外力的方向與加速度的方向始終一致. 4 .實驗數(shù)據(jù)的處理方法. 九、板書設(shè)計 表格數(shù)據(jù)分析 十、教學反思 學生實驗控制比較難，可能出現(xiàn)各種情況，課前教師應做好充分準備