验证牛顿第二定律

1、验证牛顿第二实验设计万紫天验证牛顿第二定律设计姓名：万紫天学号：1506019112【学情分析】 在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能，会用打点计时器研究匀变速直线运动；学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。 【教学重点和难点 】教学重点： 知道决定物体加速度的因素。 加速度与力和质量的关系的探究过程。 教学难点： 引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案 【教学目

2、标 】1知识与技能目标： 让学生明确物体的加速度只力与和质量有关，并通过实验探究它们之间的定量关系； 培养学生获取知识和设计实验的能力； 2过程与方法目标：让学生体会探究过程 在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法等）；3情感、态度、价值观目标： 通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神。 让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感。 【教材处理与教学策略】 主要的任务是：为探究加速度与力、质量的关系做知识上的准备 【教学过程 】（一）引入新课 1情境导入，播放两组对比视频 情境1：一般小汽车从静止加速到100km/h，只需十几秒的时间，而

3、满载的货车加速就慢得多。 比较小汽车与货车的加速度及质量大小，可以得到什么结论？ 情境2：方程式赛车，质量与一般的小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机，能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静止加速到100km/h 比较小汽车与方程式赛车的加速度与牵引力大小，可以得到什么结论？ 2提出猜想加速度可能与物体的质量，物体所受的外力有关。究竟存在怎样的定量关系呢?（二）进行新课1.实验目的、原理、器材目的掌握用控制变量法研究物理规律；学会利用图像处理数据的方法；验证牛顿第二定律。原理本实验中，研究的参量有F、m、a；控制m一定，研究a与F的关系；控制F一定，研究a与m的关系。器材打点计时器、纸

4、带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、法码2.实验步骤纸带打点计时器小车小盘图11.用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0。2.把一端附有定滑轮的长木板放在实验台上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。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稍微垫高一些，使小车在收重力的情况下，能沿木板做匀速直线运动.这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受摩擦力平衡.在保证沙袋的质量大于小车质量的条件下，可以近似认为沙袋的重力大小等于小车所受的合外力的大小。4.把小车停在打点

5、计时器处，挂上沙袋，先开始大点，再放车走，让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑打出一条纸带.计算沙袋的重力，即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度及小车质量，沙子质量填入表(一)中。5.用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画点描线。 6.改变沙袋的质量，重复步骤4，并多做几次.7.保持沙袋的质量，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带.计算砝码和小车的总质量M，并由纸带计算出小车对应的加速度。8.用纵坐标表示加速度，横坐标表示沙袋质量，根据实验结果画点描线。9.改变小车上砝码的个数，重复步骤7，并将所对应的质量和加速度填入表(一)中。

6、数据处理1.打点计时器用50Hz交流电源那么它的周期为0.02秒一点。2.按纸条计算加速度时我们把六个点(五个间距)看成一个间距X（如图2所示）,继续用邻差法计算出加速度aX1X2X3X4X5X6图2邻差法:( -)+(-)+(-)= 表(一)小车质量一定，加速度和沙子质量的关系组数S(cm)s1S2S3S4S5S6小车质量（g）沙袋质量（g）测量值加速度 m/s2 理论值F/M第一组第二组 第三组沙子质量一定，加速度和小车质量的关系第一组第二组第三组四、实验结论：_ _ 。_ _ 。五、误差分析1本实验误差的主要来源包括：斜木板的摩擦力是否抵消掉了.小车质量和沙袋质量时候是否合理.打点计时器

7、纸条和计时器间是否有摩擦力.2.减小误差的方法：每一次做实验调消除摩擦力，试车换换的匀速直线运动.小车质量必须大于沙袋质量，此时沙袋失重是对沙袋拉力的影响最小.实验开始必须把大点计时器固定在台阶上，与木板在一条直线上，放纸条是必须是水平与边缘无接触的放好,看纸条是否放在了复写纸的上面还是下面.【教学反思】本实验是高中力学中最复杂的实验。我们尝试在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时。第一学时主要的任务是：为探究加速度与力、质量的关系做理论上的准备；第二学时主要的任务是：探究牛顿第二定律（加速度与力、质量的关系）。不同于以前老师灌输牛顿第二定律给学生，然后学生做验证性实验的常规做法，本课教学中以实验设计为载体，将验证牛顿第二定律改成探究牛顿第二定律，把探究牛顿第二定律的机会还给学生，将验证牛顿第二定律改成探究牛顿第二定律。 物理实验设计能培养学生对实验目的,仪器、装置、步骤和操作方法等进行规划的能力。它具有较强的综合性、创造性和灵活性等。学生除了具备一定的物理