1、 4.2 探究加速度與力、質量的關系【教學目標】1理解物體運動狀態的變化的快慢，即加速度大小與力有關，也與質量有關2通過實驗探究加速度與力的定量關系3指導學生定量的探究加速度和力、物體質量的關系知道用控制變量法進行實驗4通過實驗探究激發學生的求知欲和創新精神，培養學生的團隊合作精神【教學重難點】1控制變量法的使用2如何提出實驗方案并使實驗方案合理可行3實驗數據的分析與處理【課時分配】2課時： 第1課時：設計實驗方案 第2課時：學生分組實驗【教具準備】 多媒體課件，小車，一端帶定滑輪的長木板，帶小盤的細線，砝碼（規格：10g、20g、30g、40g，用作牽引小車的力），鉤碼（50g）4個（用來改

2、變小車的質量），打點計時器（套數：夠全班4人一組用的），紙帶 【教學設計】第1課時 設計實驗方案課前預學1關于牛頓第一定律，下列說法正確的是( )A原來靜止的物體只有在受到力的作用后才會運動起來，所以力是物體運動的原因B不用力踏自行車，自行車就會漸漸停下，說明物體不受力的作用，慣性就會逐漸消失C運動著的小車速度逐漸減小時，一定受到力的作用D力是使物體速度改變的原因2下面關于慣性的說法中，正確的是.（ ）A運動速度大的物體比運動速度小的物體難以停下來，所以運動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

3、越多，慣性越大課內互動一、創設情境情景一：在書本上撒一些碎紙片，先用嘴輕輕地吹，再用力使勁吹，我們會觀察到什么的現象？你能得到什么結論？情景二：在書本上撒一些小石子和一些碎紙片，用力使勁吹我們又會觀察到什么的現象？又能得到什么結論？問題1：想想看，加速度的大小可能與什么因數有關？問題2：請同學們根據你的經驗猜一猜加速度與力、質量有什么關系？力越大，加速度越 質量越大，加速度越 問題3：力越大，加速度越大 aF，aF2，aF3 ？質量越大，加速度越小a， a，a ？二、制定計劃與設計實驗問題1：研究一個量與多個量之間關系時，采用什么方法研究？以前遇到過這種方法嗎？問題2：控制變量法的具體步驟？控

4、制什么？研究什么？問題3：在實驗中需要測哪些物理量？需要用到什么器材？小組討論、交流，并匯總設計的方案，派代表向全班同學匯報方案（1）：利用打點計時器測出小車在不同合外力下產生的加速度， 以及在相同合外力，不同質量下的加速度方案（2）：試圖用秒表，刻度尺測出靜止的小車釋放一段時間后的位移，求出加速度方案（3）：根據課本上參考案例，利用P78圖4.2-5的實驗器材，測出質量相同的兩列小車，在不同合外力作用下，相同時間內，發生的位移，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）來做探究實驗實驗裝置： 實驗方法：以小車為實驗對象(1)通過打點計時器測出小車的加速度

5、，(2)天平測出小車的質量，同時可以通過在小車上加砝碼的方法來改變小車的質量(3)讓鉤碼對小車的拉力為小車的合外力，同時可以通過增加鉤碼個數的方法改變小車的合外力(4)分別改變小車的質量和鉤碼的個數多做幾組實驗，得出至少5組（a，m，F）值實驗中要注意的幾個問題：(1)當鉤碼的質量遠小于小車的質量時，鉤碼的重力近似等于細線對小車的拉力即小車所受的合外力（理由以后再做說明）(2)繩拉小車的力是小車受的合力嗎？ 學生很容易提出還有摩擦力(3)我們必須要使繩拉小車的力成為小車受到的合力，否則還要計算滑動摩擦力，使問題復雜化，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，可采用氣墊導軌第2課時：分組實驗 分析處理課內互動一、分組實驗：1保持小車質量不變，改變鉤碼的個數，分別測出小車的加速度與力的關系2保持鉤碼的個數不變，改變小車的質量，分別測出小車的加速度與小車質量的關系注意實驗中同學之間互相配合，如誰扶住板，誰控制鐵夾開啟、閉合，誰負責更換砝碼和保證繩在滑輪內并負責保護儀器，誰負責測量記錄等老師巡回指導，參與到各小組的實驗中根據不同小組的情況，給予不同的指導提示學生將實驗數據記錄在表格中：表一：保持小車質量不變實驗次數加速度a小車的受力F12345表二：保持鉤碼的個數不變實驗次數加速度a小車的質量m1234

7、5二、數據處理圖像法（圖像處理技巧）am(1/m)Fa 由圖可見加速度與合外力成正比，但是加速度與質量的關系圖線為曲線，很難看出它們之間的關系，提示學生化曲為直的思想，做出加速度與質量的倒數之間的關系圖,可見，加速度與質量成反比三、誤差分析【課堂小結】本節我們學習了：1力是物體產生加速度的原因2用控制變量法探究物體的加速度與合外力、質量的關系；設計實驗的方法3物體的質量一定時，合外力越大，物體的加速度也越大；合外力一定時，物體的質量越大，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實驗數據的處理方法 【板書設計】1實驗的基本思路：（1）利用控制變量法進行探究：保持物體的質量不變，測量物

8、體的加速度和其所受力的關系保持物體所受的力不變，測量物體的加速度和其質量的關系2實驗數據的分析：（1）數據記錄：利用表格記錄數據（2）數據分析：利用圖線得到規律，注意“反比”向“正比”的轉換3制定實驗方案：（1）實驗中要測量的物理量有： 加速度 、 質量 、 合外力 （2）測量加速度的方法：【公式法】測出時間和位移，利用公式 s=at2/2 ，計算出加速度；【打點計時器法】利用打出的紙帶，利用公式 s =aT2 ，計算出加速度；【比較法】兩個初速度為0的勻加速直線運動，在相等的時間內位移與加速度的關系為 s=at2/2 ，這樣測出位移就可以知道加速度的比值了（3）實驗中用鉤碼的重力代替物體所受

9、的合力（即產生加速度的力），要使物體所受的合力近似等于鉤碼的拉力，必須做到：鉤碼的質量比小車的質量小很多 用下滑分力平衡小車運動時受到的阻力課后提升1“在影響加速度的因素”的探究中發現 （ ）A同一物體運動的速度越大，受到的合外力越大B同一物體運動的速度變化越大，受到的合外力越大C同一物體運動速度變化率越小，受到的合外力越小D同一物體運動速度變化越快，受到的合外力越大2為了更直觀地反映物體的加速度a與物體質量m的關系，往往用二者的關系圖象表示出來，該關系圖象應選用 （ ）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、質量的關系”

10、實驗中，忘記平衡阻力，而其他操作都正確，得到的aF圖像應該是 （ ）OaFOa1/m12344在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，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 ，測出相應的加速度得到的，1和2兩圖線中， 的質量較大；a1/m是在保持 物理量 不變，改變 ，測出相應的加速度得到的，3和4兩圖線中， 的小車所受的拉力較大5某同學在探究加速度a與力F和加速度a與物體質量M的關系時，測出了表1、表2兩組數據，請在圖甲、乙兩個坐標上分別作出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當物體從高空下落時，空氣阻力會隨物體速度的增大而增大，因此經過一段距離后物體將勻速下落，這個速度稱為此物體下落的終極速度研究發現，在相同環境條件下，球形物體的終極速度僅與球的半徑和質量有關下表是某次研究的實驗數據小球編號ABC小球的半徑/cm0.500.501.50小球的質量/g2.05.045.0小球的終極速度/（ms-1）164040由表中的數據，可知B球與C球在達到終