陕西省安康市石泉县高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.2 探究加速度与力、质量关系教案 沪科版必修1.doc

5.2探究加速度与力、质量的关系 【教学目标】1通过实验研究，经历物理规律的探究过程。2体验用控制变量研究问题的物理方法。3体会用“图象法”发现物理规律的方法。【教学重点】1、 通过实验探究了解加速度与力和质量的关系。2、 理解控制变量法进行实验的一般技巧。【课时】1节课【教学过程】一、研究问题的提出1提出问题：赛车起动时可以获得很大的加速度，为什么？结合身边的实例说明：物体的加速度的大小与什么因素有关？师生总结出定性的结论：力越大，加速度越大，质量大，加速度小。2老师明确研究的问题：探究加速度与力、质量定量关系问题引导：加速度与力、质量都有关系，如何研究？师生总结控制变量法：（1）质量一定，a与f的关系；（2）外力一定，a与m的关系。老师引导：根据你的经验，你认为a与f的关系、a与m的关系可能存在怎样的定量关系？学生猜想：（1）质量一定，a与f成正比；（2）力一定，a与m成反比。老师引导：如何通过数据处理，验证猜想是否正确？师生总结数据处理的方法：画a与f、a与1/m图像。二、师生交流评估，设计、优化实验方案1老师引导，设计实验方案。探究物体的加速度与力、质量的关系，你要处理好下面两个问题：（1）怎样给物体提供一个可以测量的外力？（2）如何测量物体的加速度？（利用打点计时器或数字毫秒计测量）请同学们认真思考，提出自己的方案。2自主设计。学生自主设计出下面两个典型的方案。从方案1到方案2可做适当引导。方案1：f=mg-mg测出砝码与小车的质量、动摩擦系数，就可以得到小车受到的合力。 方案2：f=mg（sincos）=mg（sintancos）测出小车的质量、sin、cos、tan，就可以得到合力。角为斜面上小车刚好匀速下滑的位置。3师生交流评估，优化实验方案。老师引导：我们用方案2进行实验，为简化测量，取斜面长度为ab=1米，上述三角函数的测量就简单很多。斜面倾角为角时，小车沿斜面匀速下滑，如图3有：sin= ac/ab=ac cos=bc/ab=bc=tan=dc/bc=dc/cos也就是： dc=cos (1)sincos= ac- dc=ad (2)f合力= mgad (3)4提出问题：用该实验装置，质量不变时候，怎样获得不同的外力？改变ad长度)质量改变时，怎样保证小车的外力不变？(使mgad不变)如图4，老师介绍方案2的实验仪器的使用：中旋转基板定位于图3中bd位置。三角斜面插入轨道，将轨道相对中旋转基板转过一定的角度，由米尺1测量出ad（sincos）的数值，得到f合力的绝对数值。也可以通过斜面上的刻度ae直接读出ad（sincos）的数值。米尺就不需要了。ae对ad还起到放大作用。图4三、学生进行实验。要求首先设计实验步骤，然后进行实验。（一）研究质量不变时，外力与加速度的关系的实验：（1）如图4调整垫块的位置，通过数值毫秒计（或打点计时器）的监控，使小车恰沿着斜面匀速下滑。（2）三角斜面插入轨道，改变三角斜面斜边的插入长度，使ad为05cm、1 cm、15 cm、2 cm、25 cm，ad就相应变成1倍、2倍、3倍、4倍、5倍，通过数字毫秒计（或打点计时器），测出对应的加速度。（3）交流合作 共享成果：次数ad(f)a（m/s2）11f049687946422f107262433133216101083355f2572436751（二）探究受力一定，a与m的关系的实验：（1）调整可移动垫块的位置，通过数值毫秒计（或打点计时器）的监控，使小车恰沿着斜面匀速下滑。(2)三角斜面插入轨道，改变小车的质量，并同时改变插入的三角斜面的斜边的长度，使mgad持不变，则合力不变化，通过数字毫秒计（或打点计时器），测出不同的质量所对应的加速度。（3）交流合作 共享成果：测量表格2：mgad 93，保持不变，合外力不变。次数m（kg）ad1/ma（m/s2）103130323310520412272442361305118219619244061152164148350711311411281四、得到结论师生总结两堂课的实验结果，得到牛顿第二定律。五、实验思考如果采用方案1，应怎样简化数据的测量？（倾斜斜面，平衡摩擦力）如果采用方案1，在加速度较大的时候，误差如何？应如何减少误差？在方案2中已经包含了方案1中简化实验的思想方法，同学能够进行迁移，由于已经通过方案2得出了牛顿第二定律，方案1的系统