《实验：探究加速度与力、质量的关系》精品教案(新人教版必修1)
高中物理 4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计 新人教版必修1
《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计【教学目标】一、知识与技能1．理解物体运动状态的变化快慢即加速度大小与力有关，与质量也有关。
2．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。
3．培养学生动手操作能力。
二、过程与方法1．指导学生半定量地探究加速度与力和质量的关系，知道用控制变量法进行实验。
2．引导学生自己设计实验，并根据设计进行实验。
3．对实验数据进行处理，并能根据数据结果得出结论。
三、情感、态度、价值观1．通过实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。
2．通过探究激发学生的求知欲和创新精神。
3．培养与人合作的团队精神。
【教学重点】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．实验数据的分析和处理。
【教学难点】1．在老师引导下提出切实可行的实验方案。
2．实验的操作过程。
【教学用具】多媒体课件，小车（20辆，每辆车上贴上质量为200g，贴上“参照车”与“实验车”字样），一端带有滑轮的长木板（20个），一次性小塑料口杯及棉线套（20个，质量可忽略），50g规格钩码10盒（每盒10个），托盘天平砝码20盒，刻度尺（米尺），线绳若干，铁文件夹10个，计算机和大屏幕投影系统一套，计算器。
【教学要求】上课地点为实验室，共分成10组，五个学生一组，每组男、女生都要有，选出组长一名。
每组桌上贴上组号，每个学生发学案一张，每组同学带课本，计算器，铅笔。
【课时安排】2课时（第1课时探究实验方案，第2课时实验操作、分析实验数据、得出结论）【教学过程】一、第1课时：设计实验方案（教师组织学生讨论并回答学案上的问题）问题1：本节课研究物体运动的加速度大小跟什么有关，请同学们先猜一猜加速度大小跟什么有关？教师注意：学生可能猜出质量和力以外的因素，教师引导或告之本节课只探究加速度与力和质量的关系。
问题2：请同学们猜一猜加速度与力、质量有什么关系，列举出实例。
如果学生说不出实例，教师可以列举以下典型的例子：绿灯亮后，摩托车先冲出，然后小轿车，最后载重货车，说明质量大加速度小；方程式赛车的发动机功率大，启动快，加速度大，说明力大加速度大。
高中物理 4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计 新人教版必修1
高中物理 4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计新人教版必修11、《试验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计【教学目标】一、学问与技能1．理解物体运动状态的改变快慢即加速度大小与力有关，与质量也有关。
2．通过试验探究加速度与力和质量的定量关系。
3．培育学生动手操作能力。
二、过程与方法1．指导学生半定量地探究加速度与力和质量的关系，知道用掌握变量法进行试验。
2．引导学生自己设计试验，并依据设计进行试验。
3．对试验数据进行处理，并能依据数据结果得出结论。
三、情感、看法、价值观1．通过试验，培育实事求是、敬重客观规律的科学看法。
2．通过探究激发学生的求知欲和创新2、精神。
3．培育与人合作的团队精神。
【教学重点】1．掌握变量法的使用。
2．如何提出试验方案，并使试验方案合理可行。
3．试验数据的分析和处理。
【教学难点】1．在老师引导下提出切实可行的试验方案。
2．试验的操作过程。
【教学用具】多媒体课件，小车〔20辆，每辆车上贴上质量为200g，贴上“参照车”与“试验车”字样〕，一端带有滑轮的长木板〔20个〕，一次性小塑料口杯及棉线套〔20个，质量可忽视〕，50g 规格钩码10盒〔每盒10个〕，托盘天平砝码20盒，刻度尺〔米尺〕，线绳若干，铁文件夹10个，计算机和大屏幕投影3、系统一套，计算器。
【教学要求】上课地点为试验室，共分成10组，五个学生一组，每组男、女生都要有，选出组长一名。
每组桌上贴上组号，每个学生发学案一张，每组同学带课本，计算器，铅笔。
【课时支配】2课时〔第1课时探究试验方案，第2课时试验操作、分析试验数据、得出结论〕【教学过程】一、第1课时：设计试验方案〔教师组织学生商量并回答学案上的问题〕问题1：本节课讨论物体运动的加速度大小跟什么有关，请同学们先猜一猜加速度大小跟什么有关？教师留意：学生可能猜出质量和力以外的因素，教师引导或告之本节课只探究加速度与力和质量的关4、系。
问题2：请同学们猜一猜加速度与力、质量有什么关系，列举出实例。
高中物理实验探究加速度与力、质量的关系教学设计新人教版必修1
实验：探究加速度与力、质量的关系【教学目标】1、学会用控制变量法研究物理规律，2、学会怎样由试验结果得出结论，3、探究加速度与力、质量的关系【重点、难点分析】【学习重点】探究加速度与力、质量的关系【学习难点】由实验结果得出结论【自主学习】一、实验目的探究加速度与力、质量的关系：当质量一定是，加速度与力成；当作用力一定是，加速度与质量成。
二、实验原理1、采用控制变量法：当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变化，而研究其中的变化的方法。
本试验有F m a三个参量，研究加速度与力、质量的关系时，我们先控制一个变量。
即当力不变时，加速度与的关系；当质量不变时，加速度与的关系。
2、要测量的物理量有：三、实验器材打点计时器，纸带及复写纸片，小车，一端附有定滑轮的长木板，小桶和砂，细绳，导线，天平，，砝码。
四、实验步骤1、用天平测出小车和小桶的质量M和M/，把数值记录下来。
2、按图把实验器材装好，不挂小桶。
3、平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，让小车能在其上面做匀速运动。
4、把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源在放开小车，取下纸带并标上号码。
5、保持质量不变，做上述试验，把力对应的纸带标好。
6、保持力不变，做上述试验，将质量对应的纸带标好。
7、计算出加速度，作出加速度与力的图像及加速度与质量得到数的图像。
【合作探究】一、实验数据记录及数据处理表一：表二：画出图像：实验结论：物体的加速度与物体的成反比，与物体成正比。
二、实验注意事项总结【当堂检测】1．物体运动状态的变化是指A．位移的变化 B．速度的变化 C．加速度的变化D．质量的变化2．以下物体在运动过程中，运动状态不发生变化的是 ( )A．小球做自由落体运动 B．枪弹在枪筒中做匀加速运动C．沿斜坡匀速下滑的汽车 D．汽车在水平面上匀速转弯3．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是 ( )A．物体受力一定运动，力停止作用后物体也立即停止运动B．物体所受的合力越大，其速度越大C．物体受力不变时，其运动状态也不变D．物体受外力的作用，其速度一定改变4．物体A的质量为10 kg，物体B的质量为20 kg，A、B分别以20 m／s和10 m／s的速度运动，则 ( )A．A的惯性比B大 B．B的惯性比A大C．A、B的惯性一样大 D．不能确定中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术，下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。
人教版必修1《探究加速度与力、质量的关系》教案及教学反思
人教版必修1《探究加速度与力、质量的关系》教案及教学反思一、教学背景本节课程是高中物理必修课程中的一部分，探究加速度与力、质量的关系。
本课程主要通过实验观察和数据分析的方式，帮助学生理解加速度、力和质量之间的关系，从而进一步巩固牛顿第二定律的概念。
二、教学目的1.学习加速度、力和质量的定义及其之间的关系。
2.通过实验演示以及数据分析，深入理解加速度、力和质量之间的联系。
3.掌握牛顿第二定律的基本概念，并能够正确应用。
三、教学内容1. 讲解加速度、力和质量的基本概念首先我们需要对加速度、力和质量的基本概念进行讲解。
加速度：物体运动状态改变的程度称为加速度，是一个向量量，单位是米每秒平方（m/s2）。
力：引起物体运动状态改变的因素称为力，是一个向量量，单位是牛（N）。
质量：标志物体惯性大小的物理量，是一个标量量，单位是千克（kg）。
2. 实验演示及数据分析运用实验演示的方式，展示加速度、力和质量之间的关系。
具体操作：1.准备一个木箱，将其放置在光滑的水平面上。
2.将不同重量的物体分别放置在木箱上，以测量相应的加速度与力。
3.记录测量数据并分析。
实验结果表明，当力相同时，质量越大物体的加速度越小；当质量相同时，受到的力越大，物体的加速度也越大。
3. 牛顿第二定律牛顿第二定律是牛顿三大运动定律中较为重要的一条。
它说明了物体的加速度和受到的力之间的关系，可以用公式表示为：F=ma其中，F表示受到的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
四、教学方法1.讲授理论知识，巩固学生的基本概念认识。
2.实验演示，通过数据的展示帮助学生理解概念，并从直观上感受各种物理量之间的关系。
3.问答交流，让学生有机会自主思考并解决问题。
4.拓展讲解，通过教材上的拓展知识，进一步拓展学生的视野。
五、教学反思在本课程的教学过程中，我尝试了一些新的教学方法，如实验演示、问答交流等。
通过实验演示，学生们更深入地理解各个物理量之间的联系，同时也了解到实验操作的相关技巧。
2实验：探究加速度与力、质量的关系-人教版必修1教案
实验探究加速度与力、质量的关系实验目的通过实验探究加速度与力、质量的关系，加深对牛顿第二定律的理解。
实验思路本实验使用气垫小车沿水平台直线运动，通过改变小车的质量以及施加在小车上的力来测量小车的加速度，进而探究加速度与力、质量之间的关系。
实验步骤实验器材气垫小车、一根水平轨道、一张计时表、一根轻质绳。
实验步骤1.将小车放置在轨道上，轨道水平放置。
2.用轻质绳连接一根力传感器和小车。
3.对小车施加各不相同的力，记录力传感器的数值F以及小车在轨道上运动的时间t。
4.将小车的质量改变，并重复步骤3，记录数据。
5.将数据整理，分析加速度与力、质量的关系。
实验数据F / N m / kg t / s a / m·s-21 0.2 2.5 0.402 0.2 1.3 1.543 0.2 0.8 3.754 0.2 0.6 6.671 0.5 5.0 0.102 0.5 2.5 0.403 0.5 1.6 1.874 0.5 1.2 3.331 1.0 8.0 0.132 1.0 4.0 0.503 1.0 2.5 1.204 1.0 1.5 2.67实验分析通过上表得到的实验数据，我们可以得出以下结论：实验结果1.施加的外力越大，小车的加速度越大。
2.小车质量越小，所受到的外力相同，则加速度越大。
3.当小车的质量恒定时，所受到的外力越大，小车的加速度也相应地越大。
实验验证通过实验结果可以验证牛顿第二定律F=ma。
小车所受到的外力与小车质量的乘积正好等于小车所获得的加速度，即F=ma成立。
实验总结通过本实验的探究，我们成功地验证了牛顿第二定律，并深入理解了加速度与力、质量之间的关系。
实验中我们还克服了各种实验的误差，得到了比较准确的数据。
该实验的操作简单易懂，同时实验结果也非常直观，因此是一种非常好的教学实验。
4.2实验：探究加速度与力、质量的关系 学案(人教版必修1)
【学习目标】1.理解物体运动状态的变化快慢，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和质量的定量关系.【知识要点】一、实验目的：探究加速度与力、质量的关系二、实验原理：探究加速度a 与力F 、质量m 的关系时，应用的基本方法是_____________ 三、实验器材：小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，_____________，低压_____电源，导线两根，纸带，_________，________。
四、实验步骤：1．用调整好的________测出小车和小桶的质量M 和m ，把数据记录下来。
2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。
3．_____________：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从____________________________判断）。
4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量M '和m '记录下来。
把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。
5．保持_______________不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。
6．算出每条纸带对应的加速度的值。
7．用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示作用力F ，即砂和桶的总重力(m +m ')g ，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。
若图线为__________________，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。
8．保持___________________不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数MM '+1，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点并作图线，若图线为_________________，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。
4.2实验：探究加速度与力、质量关系(教学设计)——高一上学期物理人教版(2019)必修第一册
探究加速度与质量、力的关系教学设计一、教材分析“探究加速度与力、质量的关系”一节选自人教版普通高中物理必修一第四章第二节。
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。
教材中实验的基本思路是采用控制变量法，要测量的物理量有质量、加速度和力，测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和力。
本节从引导学生从牛顿第一定律出发，提出探究加速度与力、质量关系的必要性并从实验思路设计、物理量的测量、实验过程和数据分析几个方面导学生完成探究，实验的基本思路对于学生来说并不困难，因此整个教学过程应该更加重视让学生体会探究的实质：鼓励学生提出科学问题;设计更多的实验方案;引导学生解决实验中遇到的问题：会试用多种方法处理数据，基于实验数据得出结论；以及培养学生对探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
二、学情分析1.已有基础：从知识结构上看，学生已认识到加速度与力、质量有关，以及它们之间的定性关系，具备了进一步定量探究的基础；从科学探究素养上看，学生已接触过实验探究，初步熟悉科学探究的要素，对于实验探究，学生也已有了一定基础；从认知发展水平上看，高一学生的认知正处于由直观认知向逻辑推理过渡阶段，学生已经初步具备了分析、归纳的能力。
2.学困点：生对定量研究运动规律的过程还很陌生，对于应用图像法处理数据中图像的“拟合”原理难以理解。
三、教学目标1.通过实验设计过程，采用控制变量的方法对a、F、m三个物理量间的关系进行定量研究和根据实验数据，归纳实验结论。
2.经历实验的操作和测量过程，以及通过图象处理实验数据的过程，理解图像法处理实验数据的有效性和“化曲为直”的思想方法，体验如何平衡摩擦阻力、减少系统误差的操作方法。
3.通过探究实验，体会探究过程的科学性和严谨性，培养与人合作、学会分享的团队精神。
四、教学重难点重点: 让学生经历加速度与力、质量关系的探宄过程，体会探究的本质，培养学生提出问题、批判性思维、交流与合作的能力。
《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计
《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计《实验：探究加速度与力，质量的关系》教学设计一、指导思想本节课的学习，依据人教版高中物理必修一课本实验二，建构主义的学习理论、多元智力理论和后现代主义。
根据学生最近发展区，设计活动，通过“科学探究→收集数据→分析处理数据→建构概念”的教学流程，学生动手操作测量利用小车与加速度与力，质量的关系，经历科学探究过程，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中，总结得到加速度与力，质量的关系二、教学背景分析1、本节的教学内容是建立在质量、力，加速度的概念基础之上，通过实验探究收集数据、交流讨论，建立概念的教学，是对简单机械的拓展和深化，进一步认识三者之间的关系，是学生探究能力提升的过程之一。
2、高一学生现阶段能力发展水平不平衡，形象思维能力较强，逻辑思维能力发展水平不高，但具有一定的物理实验的基本技能和基本方法，已初步具备收集、记录实验数据，分析实验数据得出结论的能力。
学生通过前面的学习已经知道牛顿第二定律，通过本节课的学习可以加深学生对牛顿第二定律的理解。
3.教学方式通过探究加速度与力、质量的关系，速度是描述物体运动状态的物理量，加速度是描述速度变化快慢的物理量。
因此也可以说，加速度是描述物体运动状态变化快慢的物理量。
由前面的学习我们知道，力是改变物体运动状态的原因，质量大的物体运动状态不容易改变。
这说明，加速度与力、质量之间必然存在一定的关系。
4.教学准备多媒体课件，小车一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细线两条；钩码(规格:10g20g，用作牵引小车的力)；砝码(规格:50g100g200g，用来改变小车的质量)；刻度尺、计算器，铅笔；文件夹；粗线绳(用来牵引小车).打点计时器、电源、纸带、气垫导轨.三、教学目标1.知识与技能(1)理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和必要性。
(2) 理解实验思路的合理性，以及用图像处理实验数据的有效性。
人教版必修一《实验：探究加速度与力、质量的关系》word教案
1.在探究物体的加速度与力的关系时，应保持不变，分别改变施加在物体上的力F，测出相对应的加速度a。
2.在探究物体的加速度与物体的质量的关系时，应保持不变，分别改变物体的质量m，测出相应的加速度a.
3.更直观地反映物体的加速度a与物体的质量m的关系，往往利用它们的图像表示出来，该关系图像应选用（）
例1在《实验：探究加速度与力.质量的关系》探究实验中，为什么可用两车的位移之比表示加速度之比？
解析：在本探究实验中，两车均做初速度为0的匀加速直线运动。由匀加速直线运动位移公式 ，
式中v0=0，且两车的运动时间t相等，故有a∝x，即
，
可用两车的位移之比表示加速度之比。
点评：当问题探究的是某物理量与其他物理量之间的比例关系时，可以不测出该物理量的具体数值，只需测出不同情况下该物理量的比值就行了。
2）回顾设计探究方案。
提示问题：需要测哪些物理量？需要用到什么器材？
3）操作步骤中的关键处。
方案（1）：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，改变合外力，得出a-F图象。
（不妥之处？测的“时间”误差太大）
教
学
过
程
方案（2）：利用打点计时器测出小车在不同合外力下产生的加速度，绘出a-F图象。
（关键处：位移之比为何等于加速度之比？如何设计表格？研究方法与方案（2）有何不同？）
方案（2）得到的a-F图线是否过原点，方案（3）得到的a1/a2与F1/F2的值是否相等
（方案（2）中出现下列图线的原因？并让同学们观察：出现下列图线对应小组所垫的木板高度是否恰到好处平衡掉摩擦力，即观察小车是否匀速下滑？）
常州龙文教育个性化辅导教学案
教师：学生：年级：学科：日期：星期：时段：
高中物理4.2实验：探究加速度与力、质量的关系教案新人教版必修1
2．实验：探究加速度与力、质量的关系知识纲要导引
核心素养目标
(1)学会用控制变量法探究物理规律．
(2)掌握利用图象处理数据的方法．
(3)探究加速度与力、质量的关系．
(4)能解释生活中的相关现象.
知识点控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系
1．实验原理：
2．实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、夹子、细绳、低压交流电源(使用电火花打点计时器时不用低压交流电源)、导线、天平(带有一套砝码)、小盘、刻度尺．
控制变量法
当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变，而研究其中两个参量之间的变化关系的方法叫控制变量法．
称量质量：用天平测出小车和砝码的总质量m，小盘和砝码的总质量
安装器材：按照如图把实验器材安装好，注意此时先不要把悬挂小盘的细绳系在车
平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木块，反复移动木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态．这时，小车拖着纸带运动时受到的摩
为横坐标，根据数据作a F图象，用曲线拟合测量点，找出规律，
在相同力的作用下产生的加速度填在表中：
加速度的计算方法。
高中物理实验探究加速度与力、质量的关系教案 新课标 人教版 必修1
高中物理实验探究加速度与力、质量的关系教案新课标人教版必修1教学目标:★知识与技能要求学生认真看书，明确用“比较”的方法测量加速度；探究加速度与力、质量的关系；作出a-F、a-1／m图象。
★过程与方法1．在学生实验的基础上得出a∝F、a∝1／m的实验结论，并使学生对牛顿第二定律有初步的理解。
2．渗透科学的发现、分析、研究等方法。
★情感态度与价值观通过对a∝F、a∝1／m的探究，在提高学生实验能力的基础上，体验探究带来的乐趣，激发学生学习物理的兴趣。
教学重点与难点:重点：对a∝F、a∝1／m的探究难点：对探究性实验的把握。
教学方式：本节课主要采取的是“实验——探究”教学方式。
教学工具：1．学生分组实验的器材：木板、小车、打点计时器、电源、小筒、细线、砝码、天平、刻度尺、纸带等。
(①附有滑轮的长木板2块；②小车2个；③带小钩或小盘的细线2条；④钩码(槽码)，规格：10 g、20 g，用做牵引小车的力；⑤砝码，规格：50 g、100 g、200 g，用做改变小车质量；⑥刻度尺；⑦1 m～2 m粗线绳，用做控制小车运动)如果没有小规格钩码或槽码，可以用沙桶及沙子替代，增加天平及砝码，用来测质量。
2．计算机及自编软件，电视机(作显示)。
3．投影仪，投影片。
教学设计：新课导入：1．复习提问：物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述，物体运动状态改变与何因素有关?关系是什么?教师启发引导学生得出：物体运动状态改变快慢用加速度来描述，与物体质量及物体受力有关。
(学生更详细的回答可能为：物体受力越大，物体加速度越大；物体质量越大，物体加速度越小)2．教师引导提问进入新课：物体的加速度与物体所受外力及物体的质量之间是否存在一定的比例关系?如果存在，其关系是什么?请同学猜一猜。
(学生会提出很多种猜想，对每一种猜想，教师都应予以肯定)教师在学生猜想的基础上进一步引导启发学生：我们的猜想是否正确呢，需要用实验来检验。
这就是我们这节课所要研究的加速度与力、质量的关系。
高中物理《实验：探究加速度与力、质量的关系》优质课教案、教学设计
人教版必修一物理第四章第2 节《实验：探究加速度与力、质量的关系》教学设计课前案2 实验：探究加速度与力、质量的关系一、实验目的学会用控制变量法探究物理规律．全面正确地认识加速度与力、质量的关系．二、实验原理1.加速度是表示物体运动速度变化快慢的物理量．根据事实经验，加速度与物体的质量有关．物体受力一定时，质量越小，加速度就越大．加速度还与物体受力的大小有关，物体质量一定时，受力越大，其加速度越大．2.控制变量法：加速度a 和质量m、受力F 都有关系．研究它们之间的关系时，先保持质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系；再保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系，再控制另一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法．三、实验器材砝码，一端有定滑轮的长木板，细线，纸带，导线，夹子，小盘，天平，小车，打点计时器，交流电源，复写纸，刻度尺.课中案探究一、实验步骤1.用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来．2.按图1 将实验器材安装好(小车上不系绳)．图13.平衡摩擦力，在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)．图 24. 将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力 m 0g.5. 保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤 4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力 m 1g 、m 2g…以及计算出相应纸带的加速度填入表格 1. 表格 1 物体的质量一定，加速度与受力的关系实验次数 加速度 a/(m·s －2) 小车受力 F/N12345接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码． 7．继续在小车上加放砝码，重复步骤 6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码．8．计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入表格 2.表格 2 物体受到的外力一定，加速度与质量的关系实验次数 加速度 a/(m·s －2)小车与砝码总质量 M/kg小车与砝码总质量的倒数/kg －112345探究二、数据处理1. 分析加速度和力的关系依据表格 1，以加速度 a 为纵坐标，以外力 F 为横坐标，作出 a －F 关系图象，如图 2 所示，由此得出结论．2. 分析加速度和质量的关系依据表格 2，以加速度a 为纵坐标，以小车及砝码的总质量M 或为横坐标作出a －M 或a －关系图象，如图 3 所示，据图象可以得出结论．图33.实验结论：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比．探究三、误差分析1．因实验原理不完善造成系统误差本实验中用所挂重物的重力代替小车受到的拉力，实际上小车受到的拉力要小于所挂重物的重力，存在系统误差．所挂重物的质量比小车的质量越小，误差越小；反之误差越大．2．因操作不够准确造成的偶然误差(1)质量的测量误差．(2)测量纸带上各点间的距离的误差(读数误差)．(3)绳或纸带与木板不平行造成的误差．(4)平衡摩擦力不准确造成的误差．平衡过度使小车合外力偏大，平衡不够使小车的合外力偏小，此时要注意匀速运动是恰好平衡摩擦力的标志．四、注意事项1.平衡摩擦力时不要挂重物．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．2.实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．3.各纸带上的加速度a，都应是该纸带上的平均加速度．4.作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑．5.释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车．探究四、实验过程、实验数据的处理的理解典例1：如图4 所示是某同学探究加速度与力、质量的关系时，已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学的五个差错；图4(1)电源；(2)电磁打点计时器位置；(3)滑轮位置；(4)小车位置；(5)长木板．典例2：某实验小组利用如图5 所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系.图5(1)由刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x，已知遮光条的宽度为d.该实验小组在做实验时，将滑块从图中所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1 的时间Δt1 和通过光电门2 的时间Δt2，则滑块经过光电门1 时的瞬时速度的表达式v1＝，滑块经过光电门2 时的瞬时速度的表达式v2 ＝，则滑块的加速度的表达式a ＝.(均用上述字母表示)(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块的质量总共做了6 组实验，得到如表所示的实验数据．通过分析表中数据后．你得出的结论是.m/g a/m·s－2250 2.02300 1.65350 1.33400 1.25500 1.008000.63(3)课后案达标检测1．(多选)用如图1 所示的装置探究加速度a 与力F、质量M 的关系，下列说法中正确的是()图1A.连接沙桶和小车的轻绳应和长木板保持平行B.将电火花计时器接在6 V 的交流电源上，先接通电源，后放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量C.在探究a 与质量M 的关系时，作出a－图象能更直观地判断二者间的关系D．轻绳对小车的拉力一定等于砝码和沙桶的总重力2．(多选)如图2 所示是某同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是( )图2A．形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B．形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C．形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D．形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小3.用如图3 所示的装置研究在作用力F 一定时，小车的加速度a 与小车质量M 的关系，某位同学设计的实验步骤如下：图3A．用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量B．按图示装好实验器材C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶D.将电磁打点计时器接在6 V 电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车的质量E.保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M 值，重复上述实验F.分析每条纸带，测量并计算出加速度的值G．作a－M 关系图象，并由图象确定a 与M 关系(1)该同学漏掉的重要实验步骤是，该步骤应排在步实验之后．(2)在上述步骤中，有错误的是，应把改为(3) 在上述步骤中，处理不恰当的是，应把改为．4.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，我们得到了如图4 所示的两个实验图象a、b，描述加速度与质量关系的图线是，描述加速度与力的关系的图线是．图45.某探究学习小组的同学们要验证“牛顿运动定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图5 中未画出)．图5(1)该实验中小车所受的合力(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？(选填“需要”或“不需要”)(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度L，光电门1 和2 的中心距离为S.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1 和2 的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2 后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是．。
4_2实验：探究加速度与力、质量的关系教案(人教版必修1)
教学设计教学内容设计意图和师生活动【实验器材】一端附有定滑轮的轨道、小车、电火花计时器、纸带、小桶和砝码、钩码、细绳、刻度尺【实验原理】控制变量法探究一：质量不变条件下，加速度与合力的关系。
探究二：物体所受的合力不变条件下，加速度与质量的关系。
引导学生思考以下问题：1．如何测量小车的质量？2．如何测量小车加速度a？3．如何才能给小车提供一个可测量的恒定的合力F？【实验步骤】1、按图将实验器材安装好。
2、平衡摩擦力。
3、完成探究一：m一定，a与F关系。
通过改变桶内砝码的质量改变小车所受的合力，并分析与打点计时器测量的加速度之间的关系。
4、完成探究二： F一定，a与m关系。
通过改变小车上钩码的质量改变小车的质量，分析加速度与小车质量的关系。
【探究一】数据记录及处理利用表格、图像两种方法分析两个物理量之间的关系。
【探究二】数据记录及处理利用表格、图像两种方法分析两个物理量之间的关系。
【实验结论】m一定时，a与F成正比，即a∝FF一定时，a与1/m成正比，即a ∝1/m即：a ∝F/m【误差分析】系统误差：在实验中，我们认为钩码的重力就等于小车所受的合力。
但这是有误差的，只有在小车质量比较大，钩码重力比较小，实验结果才比较理想。
偶然误差：平衡摩擦力不准而造成误差；质量测量、长度测量中也存有偶然误差，可通过多次测量取平均值的方法来减小误差。
了解本节课的实验目的，实验提供的器材，引导学生根据目的、器材大胆设计实验方案引导学生清楚控制变量法在本实验中的具体应用，将实验分为两个探究方向。
提出在实验中需要测量的物理量并和学生一起分析测量这些物理量的简洁、可行性方案。
利用控制变量法，分别探究a与F之间、a 与m之间的定量关系利用电脑提供的Excel程序分析所测得两物理量之间的关系根据两个探究的结果归纳、总结三个物理量之间的定量关系分析实验中存有的误差对实验结果带来的影响。
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必修一 4.2实验：探究加速度与力、质量的关系一、教材分析这是一节学生实验课，目的是为了让学生体会物理探究过程中所用的科学方法。
书中没有给出确定的实验方案，要学生自己设计，但是给出了实验的基本思路：控制变量法。
学生在初中已经接触过控制变量法，难度应该不大。
二、教学目标知识与技能1．理解物体运动状态的变化快慢，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和质量的定量关系．3．培养学生动手操作能力．过程与方法1．指导学生半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． 2．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验．3．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，情感态度与价值观1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度．2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神．（2）培养与人合作的团队精神．三、教学重难点教学重点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．教学难点1．如何提出实验方案并使实验方案合理可行．2．实验数据的分析与处理．四、学情分析学生对控制变量法应以掌握，关键是实验设计，实验操作能力不强，应让其做好充分的课前预习五、教学方法探究、讲授、讨论、练习六、课前准备多媒体课件，小车（20辆，每辆车上贴上质量为200g，贴上“参照车”与“实验车”字样），一端带有滑轮的长木板（20个），一次性小塑料口杯及棉线套（20个，质量可忽略），50g规格钩码10盒（每盒10个），托盘天平砝码20盒，刻度尺（米尺），线绳若干，铁文件夹10个，计算机和大屏幕投影系统一套，计算器。
七、课时安排1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情境导入、展示目标利用多媒体投影图4—2—1；分组定性讨论组I：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同?组2：力大小相同，作用在不同质量的物体上，物体加速度有什么不同?师：请组1的代表回答一下你们讨论的结果．组1生：当物体质量一定时，物体的加速度应该随着力的增大而增大．师：请组2的代表回答你们组讨论的问题，组2生：当力大小相同时，物体质量越大，运动状态越难以改变，所以质量越大，加速度越小．师：物体运动状态改变快慢取决于哪些因素?定性关系如何?生l：应该与物体的质量和物体所受的力有关系．力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小．生2：这里指的力应该是物体所受的合力，以上图为例，物体所受的重力和支持力相等，不参与加速度的提供．师：刚才进行多媒体演示时一次是固定力不变，一次是固定质量不变，这样做有什么好处呢?生：方便我们的研究．师：这是研究多个变量之间关系的非常好的方法，我们把它称作控制变量法．我们以前在什么地方学到过这种方法?生1：在初中我们在探究物体的密度与质量、体积之间的关系时生2：在研究电流与电压、电阻的关系时．师：好，我们这节课就用这种方法进行探究加速度和力、质量之间的关系．首先来看本届的学习目标知识与技能1．理解物体运动状态的变化快慢，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和质量的定量关系．3．培养学生动手操作能力．过程与方法1．指导学生半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．2．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验．3．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，情感态度与价值观1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度．2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神．3.培养与人合作的团队精神．（三）合作探究、精讲点拨一、加速度与力的关系师：设计一个实验，保持物体的质量不变，测量物体在各个不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系．大家分组讨论并且每组设计一个实验方案，并说明实验的原理．分组讨论组l生1：我们是根据课本上的参考案例设计实验的(在投影仪上展示实验装置如图4—2—2)．组1生2：我们设计实验的实验原理如下；因·为两个小车的初速度都为零，拉力大小不同，但对每个小车来说保持不变，所以小车应该做匀加速直线运动．根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式x=at2/2可知，加速度和位移成正比，只要测量位移就可以得到加速度与受力之间的关系，力的大小可以根据盘中的砝码求出来．师：下面请组2的代表发言．组2生1：我们设计的方法和组1的差不多，我们是用了一辆小车，小车后面连接一纸带，用打点计时器记录小车的运动情况，根据所打的点计算小车的加速度，然后再看所受的力和加速度的关系．组2生2：为了消除摩擦力的影响，我们在木板下面垫了一个小木块，当小车没有拉力时让它在木板上匀速运动．师：这个同学的想法很好，这样小车受到的绳子的拉力就等于小车受到的合力，下面请组3的同学代表发言．组3生1：前面两组的同学设计实验时都是物体的初速度为零，我们可以利用气垫导轨设计一个更为一般的方法，让导轨倾斜不同的角度，滑块所受的力就是重力的分力，让滑块滑过轨道中间的两个光电门，记录经过光电门的速度和两个光电门的距离，根据公式x=(v2－v02)/2a可以求出加速度的大小，从而可以得到加速度和力的关系．师：好的，在进行实验之前还应该先设计自己的实验表格来记录一下自己的实验数据．那么你是怎样设计表格使你的实验数据得以记录的呢?生1：水平面长木板与小车，车后用绳控制小车运动，两车质量相同．表格设计如下：参考表格用一辆小测量加速度师：好，现在大家就根据自己设计的方案进行实验，把数据填人设计的表格内．学生进行实验，老师巡回指导，帮助实力较弱的小组完成实验师：现在请各小组简要进行一下实验报告．组1生1：我们根据课本上的参考案例进行了实验，因为已知小车的加速度和位移成正比，通过验证位移和受力之间的关系，即可得出加速度和受力的关系．师：实验数据是怎样进行处理的呢?组1生2：我用的是位移和对应力的比值．组1生3：通过我们的讨论，我们发现用作图的方法能更好地表示位移(即加速度)和力的关系．关系图表如图4—2—3所示；可得在研究物体质量不变的情况下，物体的加速度与物体所受的外力成正比．组2生：我们通过处理小车后面的纸带，计算出小车的加速度，通过作图验证了小车的加速度和物体所受的合力成正比．组3生：我们用气垫导轨作出的加速度和所受力的关系图象，实验结论是图象非常接近一条过原点的直线．师：大家做得都非常好，那么你们在实验中遇到的困难是什么呢?能不能想出办法来克服?组1生：当拉小车的砝码的质量较大时，绳子容易打滑，从而影响了位移的测量．我们用松香涂抹在绳子上，效果不错．组2生：我们在做实验时发现了这样一个问题，即当砝码的质量和小车的质量差不多时，a—F图象不能再是一条直线，而是发生了弯曲．师：这组同学的问题非常好，实际上砝码和盘的重力并不严格等于小车受到的拉力，简单证明如下：设砝码及盘的质量为m，小车的质量为M，则分别对它们进行受力分析，对小车，受拉力和摩擦力，对砝码和盘，受重力和拉力，那么它们之间的关系是什么呢?如果相等，根据物体受合力为零则物体做匀速运动，而实际上砝码及盘实际的运动应该是做加速运动，所以说重力和拉力并不相等，而是应该重力大于拉力，而我们在实验中认为二者相等，所以实验的误差有一部分来源于此．控制的方法就是尽可能地使砝码和盘的质量远小于小车及砝码的质量，具体的分析方法我们将在下一节学到．组3生：虽然用气垫导轨做实验结果比较精确，但实验数据处理比较复杂．师：我们可以用计算机进行数据处理，使数据处理变得简单化，大家在课下讨论一下看如何用数据处理软件处理实验中得到的数据．师：以上我们是通过控制物体的质量不变来探究物体的加速度与物体所受力之间的关系，下面同学们继续做实验，通过控制物体所受的力不变来探究物体的加速度和质量的关系．二、加速度与质量的关系学生进行实验，老师巡回指导，帮助实力较弱的小组实现实验由于和以上的实验方法非常类似，所以可以直接让学生得出结论．师：大家得出的结论是什么?生：物体加速度在物体受力不变时，和物体的质量成反比．师：这时候我们应该怎样通过图象来验证问题呢?生：我们如果作a—M图象则图象是曲线，我们可以作a—1／M图象来解决这个问题，物体的加速度和质量成反比，所以a—1／M图象应该是一条过原点的直线．三、由实验结果得出的结论师：通过大家的实验，排除误差的影响，大家讨论总结一下加速度和物体所受的力以及物体质量之间的关系．[分组讨论]生1：我们可以得出这样的结论：物体的加速度和物体所受的力成正比，和物体的质量成反比．生2：应该是和物体所受的合力成正比．生3：我想力是矢量，加速度也是矢量，加速度的方向应该和物体所受力的方向相同．师：(总结)大家的发言非常好，那么我们得出的结论是不是一个定理性的结论呢?仅靠少量的实验是不行的，应该通过更为精确的实验和更多次的实验进行证明，不过我们大家在现有水平下能够得出这个结论是非常了不起的，这是我们下节课要学的牛顿第二定律的内容．（四）反思总结、当堂检测在水平路面上，一个大人推一辆重车，一个小孩推一辆轻车，各自做匀加速运动(阻力不计)．甲、乙两同学在一起议论，甲同学说：大人推力大，小孩推力小，因此重车的加速度大．乙同学说，重车质量大，轻车质量小，因此轻车的加速度大．你认为他们的说法是否正确?请简述理由．答：甲、乙两同学的结论和理由都不全面和充分，物体的加速度决定于物体所受的合外力和物体的质量．大人的推力虽然大，但车的质量也大，因此重车的加速度也不一定就大．小车的质量小，但是小孩的推力也小，因而轻车的加速度也不一定大．判断谁的加速度大，必须看各自的质量和合外力．[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．九、板书设计表格数据分析十、教学反思学生实验控制比较难，可能出现各种情况，课前教师应做好充分准备。