1）、研究加速度与外力的关系。即保持物体的质量一定，改变所施加的外力，测量同一物体在不同外力作用下的加速度，探索加速度与外力的关系；
2）、研究加速度与质量的关系。即保持所施加的外力一定，改革物体的质量，测量同一外力施加在不同质量物体上时物体的加速度，探索加速度与质量的关系。
实验中，所施加的外力可以用硬币的重力代替。但是物体的加速度如何测量呢？这是同学在实验中遇到的一个大问题。经过分析，光电门可以测量滑块通过的时间Δt，若知道挡光片之间的距离Δs，遇可根据瞬时速度的概念：v??s ?t计算 出滑块通过光电门时的瞬时速度，如果用两个光电门，再确定两个光电门之间的距离S，则加速度可由下面的公式计算：
??s???s????t??????t??2?1??? a?2s取Δs=10mm的挡光片，两个光电门之间的距离取s=0.5m，则实验中只需要读出每次实验时两个光电门的读数Δt1和Δt就可以了，数据处理则由计算机完成。
3．处理实验数据，提炼实验结论；
实验数据用电子表格进行处理。电子表格的使用在学生培训过程中学习过，因此学生很容易完成。学生只需将上面的公式输入计算机，再将获取的数年输入计算机，计算便可以将数据处理出来，再利用电子表格的“图象输出”功能，可以画出图象。
以下是一组同学的实验数据及处理结果。 表一：加速度与外力的关系：
22Fa0.0250.05850.0460.10490.0680.16130.0890.2130.1110.260.1320.30910.1540.36030.1660.41020.45a0.4188032.3877551.717092y = 2.4201x - 0.00430.40.30.250.20.150.10.050-0.05-0.0500.050.10.150.35F0.2 16
表二：加速度与质量的关系
0.3M0.182380.232380.282380.332380.382380.432380.482380.532381/M5.484.33.543.012.622.312.071.88a0.230.180.150.130.110.10.080.080.250.20.150.10.050-20-0.05246y = 0.043x - 0.0009y = 0.0411x-1.0325
0.250.20.150.10.05000.20.40.6从数据及图象中，同学得出了以下的结论：
结论一、当物体的质量一定时，加速度与所施加外力成正比； 结论二、当所施加外力一定时，加速度与物体质量成反比；
利用相关的数学知识，加速度、质量、力三者之间的关系可以写成下面的公式：
F?Kma
在教师的引导下，再结合看书，学生发现通过适当规定各物理量的单位可以使上面的表达式简化。如果这样定义力的单位：使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N，则上式中k=1，于是上式可以简化为： F?ma
这是力与运动关系的最精炼、最简洁的定量表达式。 最后，教师引导学生提炼出本节课研究思路：
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案例分析：
通观本案例的教学，主要突出两个理念： 1）突出“主体—主导”性原则。
教师没有直接讲授书中的结论，而是引导学生从前人的研究中入手，发现研究课题。这是科学研究中经常采用的方法。教师的作用，就是交给学生任务，让他们带着挑战性的任务进入研究的环境。在学生开始研究的过程中，教师帮助学生解决各种困难，比如气垫导轨的使用，光电门的使用，数字计时器的操作，数据处理方案的确定，引导学生认识从数据中得到的结论的物理意义，帮助他们提炼研究思路等。学生参与了发现问题、研究问题、总结规律的全过程，改变了传统教学中，学生只被动接受结论的教法。
2）突出规律的定量研究。
在传统的规律教学中，由于理念与技术的限制，多采用定性或半定量研究，只把规律当作已知的结论教给学生，学习方式是典型的传承式，学生只是被动地接受，长期处于这种学习方式下学习的学生，缺乏发现问题的眼光，缺乏研究问题的能力，缺乏创新精神。
在本案例的教学中，学生成为问题的发现者、研究者，规律的探索者。他们应用现代化的仪器和手段，去研究自然界最基本的规律。在研究中，他们体验到了科学研究的艰辛与乐趣，感受了科学本身的魅力，感悟了科学家为追求科学真理而孜孜以求的精神。通过这样的学习活动，学生不仅掌握了知识，更掌握了
发现新问题总结规律实验研究物理学研究问题的基本思路实际应用假设猜想解决问题提出问题 18
科学研究的方法，培养了科学研究的能力。这是传统的教学很难达到的效果。
案例3：机械能守恒定律：
本案例由肖伟华、李学设计，李学实施。
能量守恒是人们在大量的实践基础之上建立起来的一种观念，是人们进行科学探索和科学研究的有力武器。这种观念的建立，在过去的教学中是通过理论推导来进行的，这种教学方式虽突出了理论体系的完整，但削弱了科学研究、科学探索的成份。究其原因，我们发现是进行定量研究的条件不成熟，主要困难在于定量测量方面。另一方面是数据处理的麻烦让教师在教学中对采用定量研究的方法望而却步。
在新课教学中，我们利用先进的传感器技术，采用光电门进行数据采集，再利用编程手段，完成了数据处理软件，从而实现了物理规律的定量研究。主要过程如下：
1．提出问题： 观察实验：
1）物体自由下落运动中，动能如何变化？重力势能如何变化？ 2）物体竖起上抛运动中，动能如何变化？重力势能如何变化？
动能与势能的变化之间，有无确定的规律？有什么规律？这就是本节课要研究的问题。
2．实验研究：
1） 实验原理：测量自由落体运动中物体减少的重力势能与增加的动能，观察两者之间的关系；
2） 实验仪器：落体仪、光电门、数字记时器、计算机； 3） 实验过程：
如图所示为落体仪实验装置。实验时，打开电磁开关，小球落下，计时器同步启动，当小球通过两个光电门时，光电门记录小球下落的时间t1、t2，从落体仪上读出小球下落的高度h1、h2，将以上数据输入计算机，由计算机自动处理数据。调整光电门的位置，可以重复实验。
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3．总结规律，阐述规律的意义；
将实验数据t1、t2、h1、h2及小球的质量输入数据处理系统，则计算机自动完成数据处理，处理的结果如图所示。
光电门2
h电磁铁 钢球
h光电门1
1 2
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