人教版必修1 4.2 探究加速度与力、质量的关系 教案3.doc

4.2 探究加速度与力、质量的关系教材分析: 普通高中物理课程标准共同必修模块“物理1“中涉及到本节内容：”通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。“本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。 本节内容是新人教必修一第四章第二节内容，是学生上高中以来接触到的第二个探究性实验，和前一个一样，本实验只给出了实验的基本思路，而没有给出确定的实验方案，实验方案和器材的选用都由学生自己设计。不过作为提示，书中提醒学生注意两个方面的问题，还给出了一个”参考案例“，这个案例是采用常见仪器设计的实验，具有普遍意义和具体指导作用。 本节课，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的重现，现在改为探究性实验，注重的是问题的提出与研究，体现了新课标注重培养学生的探究能力、动手能力、观察和总结能力的特点。教学目标:知识与技能（1）学会通过实验探究物体加速度与力、质量的关系。（2）在实验中掌握打点计时器的用法。（3）对自己的实验结果进行归纳分析。过程与方法（1） 根据所学知识及日常经验初步分析a、f、m三个物理量间的关系（定性分析）。（2） 采用控制变量的方法，通过实验对a、f、m三个物理量间的数量关系进行定量研究。（3） 运用列表法及图象法处理数据；根据实验数据，归纳、推理实验结论（定量分析）。情感态度与价值观（1） 通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。（2） 学会与他人合作、交流，具有团队意识和团队精神。教学重点:（1） 控制变量法的应用。（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。教学难点:（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: 探究法、讲授法、讨论法、练习法教学用具: 多媒体课件，小车，50g规格钩码，托盘天平，砝码，刻度尺，线绳若干，打点计时器，纸带。课时安排：1课时教学过程设计:1、 情景导入，引入课题多媒体播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画面。通过以上画面我们可以看出，摩托车启动很快，而载重汽车启动很慢，这是为什么呢？通过上一节学习，我们知道：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变；物体的质量越小，物体的运动状态较易改变.请同学们根据上节所学知识及日常见闻实例猜测一下：加速度的大小与哪些物理量有关？【学生交流】加速度的大小可能与物体的受力、质量有关。 物体产生的加速度既跟外力有关，又跟物体本身的质量有关。它们之间到底存在什么样的定量关系呢？这节课我们将一起来研究。2、 新课教学让学生阅读教材p71-p74页的相关内容，并尝试回答下列问题：【问题探究】怎样改变和测量小车及车里砝码的质量？【学生交流】通过增减砝码的个数改变研究对象的质量，可以用天平称出总质量。【问题探究】物体运动的加速度同时与物体所受的力、质量有关，我们利用什么物理学研究方法？怎样进行科学探究？【学生交流】采用控制变量法，（1）当小车的质量一定时，探究加速度与拉力的关系；（2）当小车所受的拉力一定时，探究加速度与小车质量的关系。如下图所示【问题探究】当小车的质量一定时，探究加速度与拉力的关系，小车和砝码受到的外力是由什么提供的？怎样改变和测量外力的大小？【学生交流】外力是由钩码的重力提供的；通过增减钩码的个数来改变其质量，利用天平测出质量，利用g=mg计算力的大小。【问题探究】当小车所受的拉力一定时，探究加速度与小车质量的关系，怎样改变小车的质量？【学生交流】在小车上增加砝码的个数，进而改变小车的质量。【问题探究】小车在运动时要受到摩擦力，如何克服摩擦力呢？【学生交流】可把长木板倾斜成斜面，调整斜面倾角使重力沿斜面向下的分力和摩擦力平衡。【问题探究】什么条件下， 盘及盘里砝码重力近似等于绳子拉力，用以表示小车受到的合外力f？【学生交流】小车及车里砝码质量远大于盘及盘里砝码质量 。【问题探究】怎样从纸带记录的数据算出被研究对象的加速度？【学生交流】在纸带上标记出几个计数点，利用x=at2计算加速度。为保证结果的准确性，可多选几个计数点，采用逐差法计算加速度。实验步骤：(1) 用天平测量小盘质量m和小车质量m.(2) 按照实验装置图把实验器材安装好,但不要把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力).(3) 平衡摩擦力:小车的尾部挂上纸带,纸带穿过打点计时器的限位孔,将木板无滑轮的一端用薄木块稍微垫高一些,使小车在不挂小盘和砝码的情况下,使小车匀速下滑,这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受摩擦力平衡.在保证小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下,可以近似认为小盘和砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小.(4) 小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车,取下纸带编号码.(5) 保持小车质量m不变,改变砝码和小盘的质量m0,重复步骤(4).(6) 在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a.(7) 描点作图,作a-f 图象.(8) 保持砝码和小盘质量m0不变,改变小车质量m,重复步骤(4)和(6);作a-1/m图象.注意事项：(1) 实验方法:控制变量法.(2) 平衡摩擦力:在平衡摩擦力时,不要悬挂小盘,但小车应连着纸带且接通电源.用手给小车一个初速度,如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡.(3) 不重复平衡摩擦力:平衡了摩擦力后,不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力.(4) 实验条件:m m0. 只有如此,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力.(5) 一先一后一按:改变拉力和小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.(6)作图:作图时两轴标度比例要适当.各量须采用国际单位.这样作图线时,坐标点间距不至于过密,误差会小些.数据处理：（1） 物体m一定时，a与f的关系a/（ms2）f/n（2） 物体所受的拉力f一定时，a与1/m的关系a/（ms2）m/kg利用表格里面的数据，分别作出a-f图象、a-1/m的图象。【课堂训练】观察物体的运动，我们发现加速度、物体受力和物体质量三者的关系可能是a.物体质量一定时，受力越大，其加速度越大b.物体质量一定时，受力越大，其加速度越小c.物体受力一定时，它的质量越大，其加速度越大d.物体受力一定时，它的质量越大，其加速度越小【课