《人教版(2019)高中物理必修第一册教案》4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系

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4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
〖教材分析〗
牛顿第一定律告诉我们力是产生加速度的原因。而运动状态的改变难易又与其自
身的质量有关，因此本节探究加速度与力、质量的关系。由于是探究他们的比例关系，
在数据处理这里学生会存在很大的困难，所以教师要充分的讲解数据处理的一般原则。
实验操作上，使用打点计数器还是比较简单的，就是测量他所受的合力上会有些不理
解，平时都是在书本上进行受力分析求合力，现在是真正的实物，所以教师要做好充
分的演示讲解和平衡摩擦力等。
〖教学目标与核心素养〗
物理观念：理解实验思路的合理性，以及用图象处理实验数据的有效性。
科学思维：经历实验的操作和测量过程，以及通过图象处理实验数据的过程，体
验如何平衡摩擦阻力、减少系统误差的操作方法。
科学探究：体通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。
科学态度与责任：通过探究激发学生的求知欲和创新精神。
〖教学重点与难点〗
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、实验数据的分析与处理。
难点：1、如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
2、实验数据的分析与处理。
〖教学方法〗
教师启发引导与探究法相结合，并辅以问题法、演示法、归纳法等。
〖教学准备〗
小车、打点计时器、电源、纸带、复写纸、一端带有滑轮的长木板、砝码盘、托盘天
平、砝码、架子、刻度尺、多媒体课件等。
〖教学过程〗
一、新课引入
由牛顿第一定律，我们知道力是产生加速度的原因，惯性只与质量有关，质量越
大惯性越难改变。这分别是加速度与力的关系和加速度与质量的关系。
这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关系。下面我们来探究加速度与
力、质量之间的定量关系。
教学设计说明：直接应用课本的问题情景导入，有图有真相。
二、新课教学
（一）实验思路
问题提出
1
1、你认为应该如何完成这个探究实验？
2、比如，研究什么物体？
3、如何测量该物体受到的力？
4、如何测量该物体的加速度？
5、怎样分析数据？
请说出你的设计思路并和同学们讨论确定实验探究方案。
1、实验目的：主要有两个加速度 a与力 F的关系，加速度 a与质量 m的关系，使用控
制变量法来进行研究。
2、实验设计：需要测量的物理量有 a、F、m。分别主要通过天平、打点计时器、力的
的合成来测得。
3、进行实验
4、利用表格分析数据。
用图所示的装置可以完成这个探究实验。将小车置
于水平木板上，通过滑轮与槽码相连。小车可以 在槽码
的牵引下运动。
1、加速度 a与力 F的关系
生活经验：用大的力推物体，物体会获得大的加速度；而用小的力推相同的物体，
物体会获得小的加速度。
问题：加速度和力之间存在什么样的关系呢？
通过多媒体课件动图展示：拉力不同的情况下小车的运动情况。保持小车质量不
变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。小车所受的拉力可认为与槽码所受的
重力相等。测得不同拉力下小
车运动的加速度，分析加速度与拉力的变化情况，找出二者之间的定量关系。
2、加速度 a与力 m的关系
生活经验：用力推质量大的物体，物体会获得小的加速度；而用相同的力推质
量小的物体，物体会获得大的加速度。
问题：加速度可能与质量成反比?
通过多媒体课件动图展示：质量不同的情况下小车的运动情况。保持小车所受的拉
力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量。测得不同质量的小车在这个拉力下
运动的加速度，分析加速度与质量的变化情况，找出二者之间的定量关系。
（二）物理量的测量
1、质量的测量
2
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