4.2探究加速度与力教案

1、 4.2 探究加速度与力、质量的关系【教学目标】1理解物体运动状态的变化的快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关2通过实验探究加速度与力的定量关系3指导学生定量的探究加速度和力、物体质量的关系知道用控制变量法进行实验4通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神，培养学生的团队合作精神【教学重难点】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【课时分配】2课时： 第1课时：设计实验方案 第2课时：学生分组实验【教具准备】 多媒体课件，小车，一端带定滑轮的长木板，带小盘的细线，砝码（规格：10g、20g、30g、40g，用作牵引小车的力），钩码（50g）4个（用来改

2、变小车的质量），打点计时器（套数：够全班4人一组用的），纸带 【教学设计】第1课时 设计实验方案课前预学1关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( )A原来静止的物体只有在受到力的作用后才会运动起来，所以力是物体运动的原因B不用力踏自行车，自行车就会渐渐停下，说明物体不受力的作用，惯性就会逐渐消失C运动着的小车速度逐渐减小时，一定受到力的作用D力是使物体速度改变的原因2下面关于惯性的说法中，正确的是.（ ）A运动速度大的物体比运动速度小的物体难以停下来，所以运动速度大的物体具有较大的惯性B物体受的力越大，要它停下来就越困难，所以物体所受的推力越大，则惯性越大C物体的体积越大，惯性越大D物体含的物质

3、越多，惯性越大课内互动一、创设情境情景一：在书本上撒一些碎纸片，先用嘴轻轻地吹，再用力使劲吹，我们会观察到什么的现象？你能得到什么结论？情景二：在书本上撒一些小石子和一些碎纸片，用力使劲吹我们又会观察到什么的现象？又能得到什么结论？问题1：想想看，加速度的大小可能与什么因数有关？问题2：请同学们根据你的经验猜一猜加速度与力、质量有什么关系？力越大，加速度越 质量越大，加速度越 问题3：力越大，加速度越大 aF，aF2，aF3 ？质量越大，加速度越小a， a，a ？二、制定计划与设计实验问题1：研究一个量与多个量之间关系时，采用什么方法研究？以前遇到过这种方法吗？问题2：控制变量法的具体步骤？控

4、制什么？研究什么？问题3：在实验中需要测哪些物理量？需要用到什么器材？小组讨论、交流，并汇总设计的方案，派代表向全班同学汇报方案（1）：利用打点计时器测出小车在不同合外力下产生的加速度， 以及在相同合外力，不同质量下的加速度方案（2）：试图用秒表，刻度尺测出静止的小车释放一段时间后的位移，求出加速度方案（3）：根据课本上参考案例，利用P78图4.2-5的实验器材，测出质量相同的两列小车，在不同合外力作用下，相同时间内，发生的位移，看位移之比和合外力之比情况分别分析上述方案的可行性由于器材有限，我们以方案（1）来做探究实验实验装置： 实验方法：以小车为实验对象(1)通过打点计时器测出小车的加速度

5、，(2)天平测出小车的质量，同时可以通过在小车上加砝码的方法来改变小车的质量(3)让钩码对小车的拉力为小车的合外力，同时可以通过增加钩码个数的方法改变小车的合外力(4)分别改变小车的质量和钩码的个数多做几组实验，得出至少5组（a，m，F）值实验中要注意的几个问题：(1)当钩码的质量远小于小车的质量时，钩码的重力近似等于细线对小车的拉力即小车所受的合外力（理由以后再做说明）(2)绳拉小车的力是小车受的合力吗？ 学生很容易提出还有摩擦力(3)我们必须要使绳拉小车的力成为小车受到的合力，否则还要计算滑动摩擦力，使问题复杂化，那么怎样抵消摩擦力的影响呢？用重力分力平衡掉摩擦力，为此可以倾斜木板，直到小

6、车放上后恰能静止或被轻推后匀速减小摩擦力直到可忽略，可采用气垫导轨第2课时：分组实验 分析处理课内互动一、分组实验：1保持小车质量不变，改变钩码的个数，分别测出小车的加速度与力的关系2保持钩码的个数不变，改变小车的质量，分别测出小车的加速度与小车质量的关系注意实验中同学之间互相配合，如谁扶住板，谁控制铁夹开启、闭合，谁负责更换砝码和保证绳在滑轮内并负责保护仪器，谁负责测量记录等老师巡回指导，参与到各小组的实验中根据不同小组的情况，给予不同的指导提示学生将实验数据记录在表格中：表一：保持小车质量不变实验次数加速度a小车的受力F12345表二：保持钩码的个数不变实验次数加速度a小车的质量m1234

7、5二、数据处理图像法（图像处理技巧）am(1/m)Fa 由图可见加速度与合外力成正比，但是加速度与质量的关系图线为曲线，很难看出它们之间的关系，提示学生化曲为直的思想，做出加速度与质量的倒数之间的关系图,可见，加速度与质量成反比三、误差分析【课堂小结】本节我们学习了：1力是物体产生加速度的原因2用控制变量法探究物体的加速度与合外力、质量的关系；设计实验的方法3物体的质量一定时，合外力越大，物体的加速度也越大；合外力一定时，物体的质量越大，其加速度越小，且合外力的方向与加速度的方向始终一致4实验数据的处理方法 【板书设计】1实验的基本思路：（1）利用控制变量法进行探究：保持物体的质量不变，测量物

8、体的加速度和其所受力的关系保持物体所受的力不变，测量物体的加速度和其质量的关系2实验数据的分析：（1）数据记录：利用表格记录数据（2）数据分析：利用图线得到规律，注意“反比”向“正比”的转换3制定实验方案：（1）实验中要测量的物理量有： 加速度 、 质量 、 合外力 （2）测量加速度的方法：【公式法】测出时间和位移，利用公式 s=at2/2 ，计算出加速度；【打点计时器法】利用打出的纸带，利用公式 s =aT2 ，计算出加速度；【比较法】两个初速度为0的匀加速直线运动，在相等的时间内位移与加速度的关系为 s=at2/2 ，这样测出位移就可以知道加速度的比值了（3）实验中用钩码的重力代替物体所受

9、的合力（即产生加速度的力），要使物体所受的合力近似等于钩码的拉力，必须做到：钩码的质量比小车的质量小很多 用下滑分力平衡小车运动时受到的阻力课后提升1“在影响加速度的因素”的探究中发现 （ ）A同一物体运动的速度越大，受到的合外力越大B同一物体运动的速度变化越大，受到的合外力越大C同一物体运动速度变化率越小，受到的合外力越小D同一物体运动速度变化越快，受到的合外力越大2为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选用 （ ）Aa-m图象Bm-a图象Ca-1/m图象 D1/m-a图象OaFAOaFBOaFCOaFD3在“探究加速度与力、质量的关系”

10、实验中，忘记平衡阻力，而其他操作都正确，得到的aF图像应该是 （ ）OaFOa1/m12344在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，得到的aF、a1/m图像如图所示，aF图线是在保持物理量 不变，改变 ，测出相应的加速度得到的，1和2两图线中， 的质量较大；a1/m是在保持 物理量 不变，改变 ，测出相应的加速度得到的，3和4两图线中， 的小车所受的拉力较大5某同学在探究加速度a与力F和加速度a与物体质量M的关系时，测出了表1、表2两组数据，请在图甲、乙两个坐标上分别作出a-F和a-1/M图线F/N0.140.280.430.550.682.002.503.334.005.00a/m·s-20.200.400.610.790.97a/m·s-20.440.560.730.891.08表1表2甲乙6当物体从高空下落时，空气阻力会随物体速度的增大而增大，因此经过一段距离后物体将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度研究发现，在相同环境条件下，球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关下表是某次研究的实验数据小球编号ABC小球的半径/cm0.500.501.50小球的质量/g2.05.045.0小球的终极速度/（ms-1）164040由表中的数据，可知B球与C球在达到终