牛顿第二定律(一)探究加速度与质量、合外力的关系 教学设计

《牛顿第二定律（一）》
③应该是与物体受到的合外力有关；分析如下：用大小不一样的力推大石头，推不动，是因为大石头同时受到摩擦力的作用，受到合外力为零，因此、加速度也为零。

……
2．与物体质量的关系：
①与物体的质量有关；例如：人分别用相同的力推自行车和摩托车时，自行车比较容易加速启动，而摩托车则较难。

也就是说在相同的情况下，质量较小的自行车获得的加速度就较大。

……
3．与物体运动的速度的关系：
①与物体的速度有关；例如：速度大的物
体较不容易停止运动，而速度小的物体较容易天下来。

②与物体的速度无关；例如：做匀速直线运动的物体不论速度大小，加速度都为零。

③与物体的速度无关；分析如下：加速度是描述速度变化快慢的物理量，从公式
可知，加速度与速度的大小无关。

……
【总结得出猜想】：物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

结合例子启发引导学生思考
（三）探究a 与F、m 的定量关系
1．确定研究方法
【教师提问】：我们应该采用什么样的物理方法来研究与、的定量关系呢？
预测学生的分析可能如下：
分两步进行研究：
①保持研究对象的质量一定时，研究加速度和合外力的关系；
②保持研究对象受到的合外力一定时，
研究加速度和质量的关系。

然后综合两次的研究结果，进行推理和归纳，便可找出与、三者之间存在的
关系。

教师在确定研究方法后，简单地介绍“控制变量法”
2．设计实验方案
教师进一步引导学生设计实验方案。

让学生以小组为单位设计探究方案：包括使用哪些实验器材，如何进行操作，如何采集数据等？（要求学生把设计的方案简要地写在纸上）。

预测学生设计的实验方案可能是：
方案一：用小车、电火花打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、天平、砝码、刻度尺、垫木等器材，研究小车的运动。

用天平分别测出小车的质量，测出小桶的质量与小桶中砝码，把小桶与小桶中砝码的总重力当作小车受到的拉力，从打点计时器打出的纸带上测量并算出，由计算出小车的加速度。

教师巡视给予必要的指导。

选择较有代表性方案的小组派代表上台简要叙述本组设计的方案（用实物投影仪把学生写在纸上的方案投影出来），让全班同
流。

大家在互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案。

方案二：以气垫导轨、气源、两个光电门、数字计时器、滑块、滑片、刻度尺、细线、
小桶、砝码、天平为器材研究滑块的运动。

用天平测出滑块和滑片的质量滑块M ，测
出小桶与小桶中砝码的质量，把小桶与小桶中砝码的总重力当作滑块受到的拉力，用光电门和数字计时器自动测出滑块运动经过两个光电门时的速度、，以及这一过程所用的时间t，再通过公式
算出滑块的加速度。

引导学生从实验误差、实验操作等方面来分析比较两种方案的差别。

【注意】在设计测拉力的方法时，教师要告诉学生：
把小桶与小桶中砝码的总重力当作研究对象受到的拉力、这是有条
件的，即<<。

同时可以把这一条
件作为学生的课外探究课题。

在实验中，只需测出小桶的质量，然后通过加减小桶中砝码的质量来改变对
研究对象的拉力，这可以节约测量砝码
所需的时间。

3．进行实验探究和数据处理
Ⅰ．数据计算：
将测出、、t等数据计入数据处理表格
后、算出相应的加速度，将输入计算“方案二”便于操作，且实验误差较小。

用课件显示具体
骤，有助于学生较为规范地完成实验。

师生共同确定用“方案二”进
究，同时确定实验的具体步骤
项。

并用课件显示实验的具体步骤和注意事项。

出合外力；
Ⅱ．在网格纸中，描点连线制图；
Ⅲ．小组讨论图像结果。

①学生以小组为单位，分工合作进行实验
探究，整理实验数据，采用描点法分析实验数据。

②用多组学生的实验数据，让学生分析
与、与的定量关系。

③得出：与F成正比，与成反比（
与1/成正比）。

师生共同【得出结论】：与成正比、与成反比。

教师巡视，注意学生数据分析方法是否正确
牛顿第二定律（一）
一．影响物体加速度的因素
1.与所受外力的关系：加速度与物体所受外力无关，而与合外力有关
2.与质量的关系：加速度与物体质量有关
3.与物体运动速度的关系：加速度与物体速度无关
综上，物体的加速度只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

二．探究a与F、m的关系
与成正比、与成反比。