1、 4.2 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系【教學(xué)目標(biāo)】1理解物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化的快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān)2通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究加速度與力的定量關(guān)系3指導(dǎo)學(xué)生定量的探究加速度和力、物體質(zhì)量的關(guān)系知道用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神【教學(xué)重難點(diǎn)】1控制變量法的使用2如何提出實(shí)驗(yàn)方案并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理【課時(shí)分配】2課時(shí)： 第1課時(shí)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 第2課時(shí)：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)【教具準(zhǔn)備】 多媒體課件，小車(chē)，一端帶定滑輪的長(zhǎng)木板，帶小盤(pán)的細(xì)線，砝碼（規(guī)格：10g、20g、30g、40g，用作牽引小車(chē)的力），鉤碼（50g）4個(gè)（用來(lái)改

2、變小車(chē)的質(zhì)量），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（套數(shù)：夠全班4人一組用的），紙帶 【教學(xué)設(shè)計(jì)】第1課時(shí) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案課前預(yù)學(xué)1關(guān)于牛頓第一定律，下列說(shuō)法正確的是( )A原來(lái)靜止的物體只有在受到力的作用后才會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，所以力是物體運(yùn)動(dòng)的原因B不用力踏自行車(chē)，自行車(chē)就會(huì)漸漸停下，說(shuō)明物體不受力的作用，慣性就會(huì)逐漸消失C運(yùn)動(dòng)著的小車(chē)速度逐漸減小時(shí)，一定受到力的作用D力是使物體速度改變的原因2下面關(guān)于慣性的說(shuō)法中，正確的是.（ ）A運(yùn)動(dòng)速度大的物體比運(yùn)動(dòng)速度小的物體難以停下來(lái)，所以運(yùn)動(dòng)速度大的物體具有較大的慣性B物體受的力越大，要它停下來(lái)就越困難，所以物體所受的推力越大，則慣性越大C物體的體積越大，慣性越大D物體含的物質(zhì)

3、越多，慣性越大課內(nèi)互動(dòng)一、創(chuàng)設(shè)情境情景一：在書(shū)本上撒一些碎紙片，先用嘴輕輕地吹，再用力使勁吹，我們會(huì)觀察到什么的現(xiàn)象？你能得到什么結(jié)論？情景二：在書(shū)本上撒一些小石子和一些碎紙片，用力使勁吹我們又會(huì)觀察到什么的現(xiàn)象？又能得到什么結(jié)論？問(wèn)題1：想想看，加速度的大小可能與什么因數(shù)有關(guān)？問(wèn)題2：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)猜一猜加速度與力、質(zhì)量有什么關(guān)系？力越大，加速度越 質(zhì)量越大，加速度越 問(wèn)題3：力越大，加速度越大 aF，aF2，aF3 ？質(zhì)量越大，加速度越小a， a，a ？二、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題1：研究一個(gè)量與多個(gè)量之間關(guān)系時(shí)，采用什么方法研究？以前遇到過(guò)這種方法嗎？問(wèn)題2：控制變量法的具體步驟？控

4、制什么？研究什么？問(wèn)題3：在實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)哪些物理量？需要用到什么器材？小組討論、交流，并匯總設(shè)計(jì)的方案，派代表向全班同學(xué)匯報(bào)方案（1）：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車(chē)在不同合外力下產(chǎn)生的加速度， 以及在相同合外力，不同質(zhì)量下的加速度方案（2）：試圖用秒表，刻度尺測(cè)出靜止的小車(chē)釋放一段時(shí)間后的位移，求出加速度方案（3）：根據(jù)課本上參考案例，利用P78圖4.2-5的實(shí)驗(yàn)器材，測(cè)出質(zhì)量相同的兩列小車(chē)，在不同合外力作用下，相同時(shí)間內(nèi)，發(fā)生的位移，看位移之比和合外力之比情況分別分析上述方案的可行性由于器材有限，我們以方案（1）來(lái)做探究實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置： 實(shí)驗(yàn)方法：以小車(chē)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象(1)通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車(chē)的加速度

5、，(2)天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量，同時(shí)可以通過(guò)在小車(chē)上加砝碼的方法來(lái)改變小車(chē)的質(zhì)量(3)讓鉤碼對(duì)小車(chē)的拉力為小車(chē)的合外力，同時(shí)可以通過(guò)增加鉤碼個(gè)數(shù)的方法改變小車(chē)的合外力(4)分別改變小車(chē)的質(zhì)量和鉤碼的個(gè)數(shù)多做幾組實(shí)驗(yàn)，得出至少5組（a，m，F(xiàn)）值實(shí)驗(yàn)中要注意的幾個(gè)問(wèn)題：(1)當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，鉤碼的重力近似等于細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力即小車(chē)所受的合外力（理由以后再做說(shuō)明）(2)繩拉小車(chē)的力是小車(chē)受的合力嗎？ 學(xué)生很容易提出還有摩擦力(3)我們必須要使繩拉小車(chē)的力成為小車(chē)受到的合力，否則還要計(jì)算滑動(dòng)摩擦力，使問(wèn)題復(fù)雜化，那么怎樣抵消摩擦力的影響呢？用重力分力平衡掉摩擦力，為此可以傾斜木板，直到小

6、車(chē)放上后恰能靜止或被輕推后勻速減小摩擦力直到可忽略，可采用氣墊導(dǎo)軌第2課時(shí)：分組實(shí)驗(yàn) 分析處理課內(nèi)互動(dòng)一、分組實(shí)驗(yàn)：1保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變鉤碼的個(gè)數(shù)，分別測(cè)出小車(chē)的加速度與力的關(guān)系2保持鉤碼的個(gè)數(shù)不變，改變小車(chē)的質(zhì)量，分別測(cè)出小車(chē)的加速度與小車(chē)質(zhì)量的關(guān)系注意實(shí)驗(yàn)中同學(xué)之間互相配合，如誰(shuí)扶住板，誰(shuí)控制鐵夾開(kāi)啟、閉合，誰(shuí)負(fù)責(zé)更換砝碼和保證繩在滑輪內(nèi)并負(fù)責(zé)保護(hù)儀器，誰(shuí)負(fù)責(zé)測(cè)量記錄等老師巡回指導(dǎo)，參與到各小組的實(shí)驗(yàn)中根據(jù)不同小組的情況，給予不同的指導(dǎo)提示學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中：表一：保持小車(chē)質(zhì)量不變實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a小車(chē)的受力F12345表二：保持鉤碼的個(gè)數(shù)不變實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度a小車(chē)的質(zhì)量m1234

7、5二、數(shù)據(jù)處理圖像法（圖像處理技巧）am(1/m)Fa 由圖可見(jiàn)加速度與合外力成正比，但是加速度與質(zhì)量的關(guān)系圖線為曲線，很難看出它們之間的關(guān)系，提示學(xué)生化曲為直的思想，做出加速度與質(zhì)量的倒數(shù)之間的關(guān)系圖,可見(jiàn)，加速度與質(zhì)量成反比三、誤差分析【課堂小結(jié)】本節(jié)我們學(xué)習(xí)了：1力是物體產(chǎn)生加速度的原因2用控制變量法探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法3物體的質(zhì)量一定時(shí)，合外力越大，物體的加速度也越大；合外力一定時(shí)，物體的質(zhì)量越大，其加速度越小，且合外力的方向與加速度的方向始終一致4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 【板書(shū)設(shè)計(jì)】1實(shí)驗(yàn)的基本思路：（1）利用控制變量法進(jìn)行探究：保持物體的質(zhì)量不變，測(cè)量物

8、體的加速度和其所受力的關(guān)系保持物體所受的力不變，測(cè)量物體的加速度和其質(zhì)量的關(guān)系2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：（1）數(shù)據(jù)記錄：利用表格記錄數(shù)據(jù)（2）數(shù)據(jù)分析：利用圖線得到規(guī)律，注意“反比”向“正比”的轉(zhuǎn)換3制定實(shí)驗(yàn)方案：（1）實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的物理量有： 加速度 、 質(zhì)量 、 合外力 （2）測(cè)量加速度的方法：【公式法】測(cè)出時(shí)間和位移，利用公式 s=at2/2 ，計(jì)算出加速度；【打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法】利用打出的紙帶，利用公式 s =aT2 ，計(jì)算出加速度；【比較法】?jī)蓚€(gè)初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)位移與加速度的關(guān)系為 s=at2/2 ，這樣測(cè)出位移就可以知道加速度的比值了（3）實(shí)驗(yàn)中用鉤碼的重力代替物體所受

9、的合力（即產(chǎn)生加速度的力），要使物體所受的合力近似等于鉤碼的拉力，必須做到：鉤碼的質(zhì)量比小車(chē)的質(zhì)量小很多 用下滑分力平衡小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力課后提升1“在影響加速度的因素”的探究中發(fā)現(xiàn) （ ）A同一物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，受到的合外力越大B同一物體運(yùn)動(dòng)的速度變化越大，受到的合外力越大C同一物體運(yùn)動(dòng)速度變化率越小，受到的合外力越小D同一物體運(yùn)動(dòng)速度變化越快，受到的合外力越大2為了更直觀地反映物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關(guān)系，往往用二者的關(guān)系圖象表示出來(lái)，該關(guān)系圖象應(yīng)選用 （ ）Aa-m圖象Bm-a圖象Ca-1/m圖象 D1/m-a圖象OaFAOaFBOaFCOaFD3在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”

10、實(shí)驗(yàn)中，忘記平衡阻力，而其他操作都正確，得到的aF圖像應(yīng)該是 （ ）OaFOa1/m12344在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，得到的aF、a1/m圖像如圖所示，aF圖線是在保持物理量 不變，改變 ，測(cè)出相應(yīng)的加速度得到的，1和2兩圖線中， 的質(zhì)量較大；a1/m是在保持 物理量 不變，改變 ，測(cè)出相應(yīng)的加速度得到的，3和4兩圖線中， 的小車(chē)所受的拉力較大5某同學(xué)在探究加速度a與力F和加速度a與物體質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，測(cè)出了表1、表2兩組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D甲、乙兩個(gè)坐標(biāo)上分別作出a-F和a-1/M圖線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當(dāng)物體從高空下落時(shí)，空氣阻力會(huì)隨物體速度的增大而增大，因此經(jīng)過(guò)一段距離后物體將勻速下落，這個(gè)速度稱(chēng)為此物體下落的終極速度研究發(fā)現(xiàn)，在相同環(huán)境條件下，球形物體的終極速度僅與球的半徑和質(zhì)量有關(guān)下表是某次研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)小球編號(hào)ABC小球的半徑/cm0.500.501.50小球的質(zhì)量/g2.05.045.0小球的終極速度/（ms-1）164040由表中的數(shù)據(jù)，可知B球與C球在達(dá)到終