§4.2 实验：探究加速度与力和质量的关系
一、教学目标：
1、知识与技能
（1）学会用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系 （2）能利用纸带计算小车在运动的过程中的加速度 （3）从实验中得出加速度与力成正比，与质量成反比 2、过程与方法
（1）体验科学探究的基本步骤
（2）学会使用常见的研究方法——控制变量法 3、情感态度与价值观
（1）使学生在互相协作中，发扬团队精神
（2）培养学生尊重事实，实事求是的科学研究作风 二、教学重点、难点
1、 教学重点
重点：用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系 2、 教学难点
难点：如何平衡摩擦力 三、设计思路
本课题设计思路旨在让学生体验科学研究的基本步骤。
通过复习牛顿第一定律等已经学过的知识引出课题——探究加速度与力和质量的关系。 在教师的引导下，学生通过讨论、交流，，设计实验方案，给出所需的实验器材,进行实验验证。 教学策略：通过教师的讲解和演示以及学生亲自动手操作,使学生能够相互合作,同时又有教师指导的情况下.正确处理数据,得出实验结论.体验科学探究的乐趣.
四、教学资源
演示实验器材：光滑的水平板（一端带有定滑轮）;钩码，细绳，打点计时器,学生电源,纸带,复写纸,小车. 五、教学过程 引入新课
教师提问:我们知道物体的运动状态是用速度描述的呢?那么物体运动状态改变的快慢,其实也就是支物体速度改变的快慢.我们是用加速度来描述.
那么大家想想看,影响物体速度改变的快慢的因素有哪些呢? 学生回答:
物体的质量和物体所受的力
进一步引导学生,提问:那么在其他因素相同的情况下:质量大的物体速度改变的快,还是质量小的物体速度改变的快呢?
学生通过思考,根据牛顿第一定律知道:质量是物体惯性的量度,质量大的物体惯性大,运动状态难改变.
让学生尝试利用日常生活事例说明:相同牵引力的情况下,同一辆车,空车时速度增大的快,而满载时速度增大的慢.说明其他因素相同的情况下,质量小的物体速度容易改变.也就是质量小的物体加速度大. 再次提问:
那么在其他因素相同的情况下;物体受力大速度改变的快呢?还是受力小的物体速度改变的快呢? 学生通过思考,根据生活经验:物体受力小,运动状态难改变.加速度就小.反之也成立.
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让学生尝试利用日常生活事例说明:相同质量的情况下,同一辆车,牵引力大的时候速度增大的快,而牵引力小的时候速度增大的慢.说明其他因素相同的情况下,牵引力大的物体速度容易改变.也就是牵引力大的物体加速度大.
通过以上复习提问;让学生从定性上知道:物体的加速度与它的质量以及所受的合外力的关系.即加速度与质量成反比而与所受的合外力成正比. 新课教学
在上面通过复习定性知道了加速度a与物体的质量m和物体所受的合外力f的关系,但是科学要求严谨性,所以我们要定量的知道a与m和f的关系.因此我要通过实验得到这三者之间具体是什么关系.
那下面我们就要针对这个目标,该怎么来研究加速度a与物体的质量m和物体所受的合外力f的关系呢?需要用什么方法呢.
学生根据在初中学习过的研究电阻与电压和电流的关系中知道要想研究某个物理量与几个因素的关系时,要采用一种常见的物理实验方法--------控制变量法.
接下来设计实验: (一) 、实验思路
1、 a与f的关系(保持物体的质量不变)
2、 a 与m的关系(保持物体所受的合外力不变) (二) 、实验器材
光滑的水平板（一端带有定滑轮）;钩码，细绳，打点计时器,学生电源,纸带,复写纸,小车. 在这个过程教师要能够引导学生根据实验的设计思路需要,给出实验器材,而且要知道这些器材的用途. (三) 设计装置
该实验装置中，水平方向是不是只受到钩码的拉力作用？还有没有其他力？这个力对实验有没有影响？如何消除这一影响呢？
通过引导学生对影响实验的各种因素进行分析，让学生进一步体会所学的知识的实践意义，培养他们的创新能力。
我们可以利用斜面，让重力的下滑分力来抵消摩擦力的影响。这样物体的加速度就完全由力来产生了。
那么怎样才能确定重力的下滑分力已经把摩擦力的影响抵消了呢？ 当小车在斜面上能够匀速下滑时就说明已经抵消了。
(四)实验具体操作
由教师首先指导该如何平衡摩擦力,引导学生回答出,只要小车运动打出的纸带上点迹间距相等,则表明小车是做匀速运动,说明小车的摩擦力平衡的很好,否则重新调节,这样是为了减小实验误差.然后找同学上讲台上来操作实验.
1、研究加速度跟力的关系
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实验步骤：（学生设计）
（1）摆放好实验装置，调整倒小车能在斜面上匀速下滑。计算每个钩码的重力,即小车所受的拉力，将车拉到打点计时器附近。
（2）打开打点计时器电源，释放小车，得到纸带，并在纸带上记下钩码的个数。 （3）改变钩码的个数，重复以上的步骤3次。
（4）分别在纸带上定下7个清晰的点，用尺量出相邻点之间的距离填入表格。 拉次力数 F 1 加速度a S1 S2 S3 S4 S5 S6 … … … … … … … … … 2、研究加速度跟质量的关系： 实验步骤：（学生设计）
（1）保持挂上钩码质量不变。用天平测出小车质量m计入表格，将车拉到打点计时器附近。 （2）打开打点计时器电源，释放小车，得到纸带，并在纸带上计下车的质量。 （3）在车上放砝码改变车的质量，重复2~3的步骤4次。
（4）分别在纸带上定下7个清晰的点，用尺量出相邻点之间的距离计入表格。 次车加数 质速量 度a 1 打出的纸带交给下面的同学.每组至少要求拿到一条纸带,由拿到纸带的同学计算得到加速度a填入表格中.在这个过程中因为实验有限,要求学生发挥团队精神,积极配合.利用在第一张中分析纸带的方法计算车小车上每条纸带的加速度的平均值.(可以参阅人教版教材必修一47页习题四的计算方法)
指导学生根据所得的实验数据画出小车的a与f的关系头像,以及a与质量m的关系 从而验证了前面推出的结论:a∝F/m或F ∝ma 六、练习:
下面哪些说法不对？为什么？
A．物体所受合外力越大，加速度越大． B．物体所受合外力越大，速度越大．
C．物体在外力作用下做匀加速直线运动，当 合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小． D．物体的加速度大小不变一定受恒力作用． 七、布置作业
参考资料的相应题目. 八、板书设计
九、教学后记
S1 S2 S3 S4 S5 S6 … … … … … … … … … 共3页 第3页