实验：探究加速度与力、质量的关系-教学设计
实验报告范文探究加速度与力质量关系
实验报告范文探究加速度与力质量关系实验探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．2．探究加速度与物体质量、物体受力的关系．3．掌握灵活运用图象处理问题的方法．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__________，即先控制一个参量——小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系；再控制小盘和砝码的质量不变，即力F不变，改变小车质量M，讨论加速度a与质量M的关系．实验器材打点计时器、复写纸片和纸带、一端有定滑轮的长木板、小车、小盘、______电源、______、砝码、________、导线．实验步骤一、测质量1．用天平测出小车和砝码的总质量M，小盘和砝码的总质量m，把测量结果记录下来．二、仪器安装及平衡摩擦力2．按图1把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在车上，即不给小车加牵引力．图13．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板．反复移动木板的位置，直至小车拖着纸带在斜面上运动时可以保持__________运动状态．这时，小车受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力__________的分力平衡．三、保持小车的质量不变，研究a与F的关系4．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘，先__________再____________，打点计时器在纸带上打下一系列的点，打完点后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码．5．保持小车和砝码的质量不变，在小盘里放入适量的砝码，把小盘和砝码的总质量m′记录下来，重复步骤4.在小盘内再放入适量砝码，记录下小盘和砝码的总质量m″，再重复步骤4，重复三次，得到三条纸带．6．在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值，并记录在表格(一)内．表(一)实验次数加速度a/(m·－2)小车受力F/N234四、保持小盘和砝码的质量不变，研究a与M的关系7．保持小盘内的砝码个数不变，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．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(二)中．表(二)实验次数加速度a/(m·－2)小车和砝码的总质量M/kg小车和砝码总质量M1123数据处理1．需要计算各种情况下所对应的小车加速度，可使用“研究匀变速直线运动”的方法：先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据公式a＝Δ某T2计算加速度．图22．(1)根据表(一)，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，作用力的大小F等于小盘和砝码的总重力，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，如果这些点是在一条过原点的直线上，便证明了加速度a与作用力F成正比．如图2所示．(2)根据表(二)．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码的质量M，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，发现这些点落在一条类似反比函数的曲线上．我们猜想，a与M可能成反比．为了检验猜想的正确性，再用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和砝码总质量的倒数，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点．如果这些点落在一条过原点的直线上，就证明了加速度与质量成反比．(如图3所示)图3结论：注意事项1．一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受到的摩擦阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，并要让小车拖着打点的纸带运动．2．实验步骤2、3不需要重复，即整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力．3．每条纸带必须在满足小车与车上所加砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．4．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．误差分析1．质量的测量误差，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力)，存在系统误差．小盘和砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小．3．平衡摩擦力不准确造成误差：在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等．情节一点也不突兀。
《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿
《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿《实验：探究加速度与力、质量的关系》说课稿1尊敬的各位评委：大家好！我说课的题目是《实验：探究加速度与力、质量之间的关系》。
首先，我对本节课进行了详细教学前设计，下面我将从教材分析、学情分析、三维目标分析、教学重点及难点、实验仪器分析、教法学法、教学过程、教学评价八个方面来向大家汇报。
教材分析探究性实验是高中物理新课程中一种重要的实验方法。
探究“加速度与力、质量的关系”一课正是探究性实验，实验安排在学习牛顿第二定律之前，对于学生来说，比验证性的实验难度要大，所以对本节教材主要做以下两点分析：1、从教材前后联系来看，本节内容具有承上启下的作用，上一节学习了质量是惯性大小的唯一量度，探究加速度与力、质量的关系是认知过程的必然，这一节又是《牛顿第二定律》的实验和理论基础，所以本节课实验能否成功对于下一节的学习非常关键。
2、从教材内容来看，本节课涉及到控制变量法、图象法，是高中物理实验常用的方法，所以更要好好把握。
学情分析1、具备的学科知识分析学生在前面已经知道了加速度的物理意义，知道力是改变物体运动状态的原因及质量是惯性大小的唯一量度，但学生对加速度与力、质量的关系的理解只是简单的定性关系。
2、学生能力分析学生已经基本掌握探究性实验的研究方法，在本实验中，老师只要作一些必要的指导，学生都能完成实验操作及数据处理。
但运用控制变量法研究问题方面能力有限，应加强引导。
教学三维目标1、知识与技能了解影响加速度大小的因素；能通过实验探究得出物体的加速度与所受的外力成正比，与物体的质量成反比。
要重视学生实验技能的提高，培养学生获取知识和设计实验的能力。
2、探究过程与方法通过控制变量法，使学生充分体会探究问题，与小组成员合作设计实验方案，操作实验，借助多媒体辅助，利用图象法对实验数据进行处理，讨论分析与交流，最后总结出实验结论。
3、情感态度和价值观使学生经历科学探究的过程，体会探究过程中所用的科学方法，体验成功的喜悦；激发学生的学习兴趣。
“探究加速度与力、质量的关系”教学设计
课例研究新教师教学【课标要求】（1）要求学生通过实验，探究加速度与力、质量的关系，强调让学生经历实验探究过程。
（2）通过实验探究和具体实例的分析，理解加速度与力、质量的关系。
（3）通过实验归纳，理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的含义。
【学习者分析】在学习这一内容之前，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。
会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动。
【学习任务分析】经历一个过程，经历一次相当完整的科学探究过程；学习两种方法，控制变量法、图象法；培养三种能力，理解推理能力、实验设计和操作能力、数学方法解决物理问题能力。
牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。
牛顿第二定律具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系，从而把物体的受力和物体的运动紧密联系起来。
牛顿运动定律是力学的基石，是人类探索大自然的有效工具。
"只有懂得了动力学的知识，才能根据物体所受的力确定物体的位置，速度变化的规律，才能够创造条件来控制物体的运动"（新教材语）【教学目标】1、知识与技能（1）通过实验探究加速度和力、质量的关系，归纳总结牛顿第二定律。
（2）熟悉实验仪器的使用，提高实验设计和操作能力，数据处理分析能力。
（3）通过实验探究能发展学生观察品质、提高质疑能力、分析解决问题的能力、交流合作的能力。
2、过程与方法（1）学生经历探究加速度、力、质量的关系的过程。
（2）通过提出问题，提出解决问题的方案到总结出规律，使学生初步体会到怎样做探究性实验；知道什么是控制变量法。
3、情感态度价值观（1）通过实验探究，激发学生学习科学知识的欲望，要敢于面对问题和困难，并能体验到科学探究物理规律的乐趣。
（2）学生通过学习过程中成功的积极情感的体验，感受科学态度和科学精神的教育。
探究加速度与力、质量关系教学设计
探究加速度与力、质量关系教学设计加速度是物体在单位时间内改变速度的量，是动力学中的基本量。
而力和质量则是物体受到的作用和物体自身的属性。
要探究加速度与力、质量之间的关系，需要从牛顿运动定律入手进行教学。
教学目标：1. 了解牛顿运动定律；2. 掌握加速度、力、质量之间的关系；3. 应用公式计算物体的加速度、力、质量等基本参数。
教学步骤：步骤一：了解牛顿运动定律引导学生了解牛顿运动定律的三个基本规律，即惯性定律、动力学定律和相互作用定律，包括每个定律的内容和具体应用。
让学生了解物体运动的基本规律，为后续知识的学习做好铺垫。
步骤二：介绍加速度、力、质量的基本概念通过实例引导学生了解加速度、力、质量的概念与物理量，并提供标准的量纲和单位，帮助学生正确认识和使用这些概念。
同时，介绍加速度、力、质量之间的数学关系和表达式，例如F=m*a、a=F/m等等。
步骤三：课堂探究在课堂上进行实验，通过改变物体质量和所施加的力的大小来观察其加速度的变化。
让学生在实践中体验学习，并将实验数据整理记录下来，通过统计分析帮助学生更好地理解加速度、力、质量之间的关系。
步骤四：应用实践尝试引导学生通过实际例子计算物体的加速度、力、质量等基本参数，在实际应用中掌握这些知识的具体运用。
例如给定物体的质量和所施加的力，要求学生计算物体的加速度和加速度的方向。
教学方法：1. 多媒体讲解：利用图片、视频等多媒体形式来具体地展示概念和原理，提高学生的理解力和学习兴趣。
2. 实验探究：通过实验让学生实践学习，在实践中体验并理解加速度、力、质量之间的关系。
3. 师生互动：教师可以在课堂上进行举手示意答题互动，增加学生的参与度，让学生更好地理解概念以及掌握解题方法。
教学评估：在课程结束后，教师可以通过考试、问答、小组讨论等形式进行评估，检测学生是否达到教学目标。
同时也可以在教学过程中随时给予学生反馈和指导，帮助学生及时纠正错误并调整学习策略，让教学更加高效和有针对性。
实验：探究加速度与力和质量的关系》教学设计
3．总体来说，本节课还是很好的落实了三维目 标，达到了进行“真实实验探究物理”的目的。 4．若无连堂课，我打算舍弃某些环节：调平过程； 定性演示三者关系；数据模板说明过程，让学生 在一节课也能得到必要数据。
[过程与方法] 1. 完整体验了科学探究过程，再次 了解了科学探究的方法； 2. 亲身体验团队的分工协作和与 队友互“教”互“学”的过程；
[情感态度价值观] 1. 通过交流合作感受了合作的乐 趣，培养了团队精神； 2 . 通过成功的探究过程，体会到 物理实验和学习的乐趣，提高参与科学 探究的热情；
3．最终实验方案确定：气垫导轨 +DIS采集数据+Excel处理数据 ——使大部分学生能获得实验成 功的成就感。
Excel数据模板的设计，使整个 实验过程非常流畅，既避免了繁琐实 验数据计算，又很好地突出了探究的 最重要环节：即根据数据点的分布， 发挥想象力，拟合图象，找到定量关 系的过程
（模板）
2. 结合“物理教学的基本特征”, 设计各个教学环节。
3. 心理学中关于成就感动机在学习 过程中的积极作用。 《课标》中也提到，教师要帮助学 生得到成功的体验，享受成功的愉悦， 激发学习的热情和责任感。
[知识与技能] 1. 会通过实验探究加速度与力、质 量的关系； 2. 能理解加速度与力、质量的关系； 3. 会使用Excel处理数据；
特别是物理学是从实验产生的。 的“格物致知”的真正意义。 这意义有两个方面：
自然科学理论不能离开实验的基础，
今天应该重新重新体会几千年前经书里说
丁肇中
一是寻求真理的唯一途径是对事 Nhomakorabea物的客观探究； 二是探究的过程不是消极的袖手旁
观，而是有想象力、有计划的探索。
第一、如何创造条件，使一个物体做匀 加速直线运动？ 第二、如何测这个物体的质量、所受的 合力和产生的加速度？ 第三、如何根据这些数据得出a与F、m的 关系
“实验 探究加速度与力、质量的关系”的教学设计
“实验探究加速度与力、质量的关系”的教学设计--------一堂高中物理新课程示范课实录浏阳六中刘擒龙根据新课标要求，高中物理新课程应“促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探索、勇于实验、勤于思考。
”可见，探究式学习不仅是新课标的重要组成部分，还是培养学生创新精神和实践能力的途径。
笔者于2007年11月29日有幸在我市普通高中新课程物理研讨会上了一节示范课“探究加速度与力、质量的关系”，进行了探究式教学尝试，收到了很好的效果。
在此向各位同仁介绍笔者的主要教学过程，旨在和大家一起探讨。
教学过程一、引入新课教师通过多媒体动画展示小轿车和大客车起动与制动；方程式赛车启动。
然后提出问题。
问题1：请同学们先猜一猜加速度大小跟什么因素有关？学生回答：加速度与力和质量有关系。
那么这节课我们一起通过实验来探究加速度与力、质量的关系。
二、新课教学问题2：请同学们继续猜想加速度与力、质量有什么关系？学生回答：力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小。
1、设计实验方案问题3：研究一个物理量同时与两个物理量有什么关系，应当采用什么方法？学生回答：控制变量法问题4：保持质量一定，怎样研究加速度与力的关系，或保持力一定，怎样研究加速度与质量的关系？学生会回答出用打点计时器测出几个加速度及所对应的力，分析加速度与力关系或加速度与质量关系，若不提测加速度，可追问如何测出加速度。
问题5：请同学们设计出几种切实可行的实验方法？（讨论三分钟，每组组长发言。
）学生讨论，如果不能得出结论，可以给出课本73页参考案例。
在此理论依据下，根据实验桌上的实验器材能否再设计出一种实验方案。
（再给5分钟讨论，讨论后，每组组长发言。
）教师总结得出实验方案：保持小车质量一定，用打点计时器测出几个加速度及所对应的力；保持拉力一定，通过改变小车质量，用打点计时器测出几个加速度与小车质量的关系。
由于加速度与位移成正比，故加速度与力的关系可用位移与力的关系表示，加速度与质量的关系可用位移与质量关系表示。
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系— 【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册教案
4.2 实验:探究加速度与力、质量的关系〖详细教材分析〗牛顿第一定律告诉我们力是产生加速度的原因。
而运动状态的改变难易又与其自身的质量有关,因此本节探究加速度与力、质量的关系。
由于是探究他们的比例关系,在数据处理这里学生会存在很大的困难,所以教师要充分的讲解数据处理的一般原则。
实验操作上,使用打点计数器还是比较简单的,就是测量他所受的合力上会有些不理解,平时都是在书本上进行受力分析求合力,现在是真正的实物,所以教师要做好充分的演示讲解和平衡摩擦力等。
〖教学目标与核心素养〗物理观念:理解实验思路的合理性,以及用图象处理实验数据的有效性。
科学思维: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,体验如何平衡摩擦阻力、减少系统误差的操作方法。
科学探究:体通过探究实验,培养实事求是、尊重客观规律的科学态度。
科学态度与责任:通过探究激发学生的求知欲和创新精神。
〖教学重点与难点〗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。
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。
〖教学方法〗教师启发引导与探究法相结合,并辅以问题法、演示法、归纳法等。
〖教学准备〗小车、打点计时器、电源、纸带、复写纸、一端带有滑轮的长木板、砝码盘、托盘天平、砝码、架子、刻度尺、多媒体课件等。
〖教学过程〗一、新课引入由牛顿第一定律,我们知道力是产生加速度的原因,惯性只与质量有关,质量越大惯性越难改变。
这分别是加速度与力的关系和加速度与质量的关系。
这说明,加速度与力、质量之间必然存在一定的关系。
下面我们来探究加速度与力、质量之间的定量关系。
教学设计说明:直接应用课本的问题情景导入,有图有真相。
二、新课教学（一）实验思路问题提出1、你认为应该如何完成这个探究实验?2、比如,研究什么物体?3、如何测量该物体受到的力?4、如何测量该物体的加速度?5、怎样分析数据?请说出你的设计思路并和同学们讨论确定实验探究方案。
《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》教学设计高中物理组：潘永红【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】小车，一端带有滑轮的长木板，钩码1盒（每盒10个），配重码两个，铁夹，线绳若干。
【教学过程】一、导入：师：牛顿第一定律定性地描述了物体的运动和力的关系，物体的运动不需要力来维持，力是使物体运动状态发生改变的原因。
当物体受到的合外力不为0时，将使物体的运动状态发生改变。
而物体运动状态（也就是运动速度）发生改变时，物体具有加速度，所以说物体受到的合外力不为0是物体产生加速度的原因，即力是物体产生加速度的原因。
师：上节课的学习中我们还了解到：质量是物体惯性的量度，质量越大，惯性越大，而惯性越大就代表物体的运动状态越难改变。
运动状态难改变就是说速度变化慢即加速度小。
所以质量也将决定物体加速度的大小。
师：从上面的分析我们知道，物体的加速度与合外力和质量有关，而且大体知道它们之间是怎样的关系：质量一定时，受力越大，其加速度越大。
例如，竞赛用的小汽车，质量与一般小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机，能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒内从静止加速到100km/h；受力一定时，质量越小，加速度越大，例如，同样牵引力下空车的加速比装满货物的车的加速度大。
《第四章 2 实验_探究加速度与力、质量的关系》教学设计教学反思
《实验_探究加速度与力、质量的关系》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解加速度与力、质量的干系，并能进行简单的应用。
2. 通过实验操作，培养动手能力和观察能力。
3. 培养科学探究的精神和团队合作的精神。
二、教学重难点1. 教学重点：实验操作和数据的收集、分析。
2. 教学难点：理解加速度与力、质量的干系，并能够在实际问题中应用。
三、教学准备1. 实验器械：小车、砝码、细线、刻度尺等。
2. 实验报告单：包括力、质量、加速度的数据表格。
3. 视频或图片展示：展示实验过程和结果，帮助学生理解实验原理。
4. 讲解：提前准备好相关知识点和注意事项的讲解。
四、教学过程：1. 引入课题(1)回顾牛顿第二定律的内容，说明加速度与力和质量的干系。
(2)引出探究加速度与力、质量的干系实验的目标。
(3)展示实验器械，介绍实验装置和操作方法。
2. 实验操作(1)指导学生按照实验步骤进行操作，记录实验数据。
(2)引导学生分析实验数据，初步得出加速度与力和质量的干系。
(3)针对实验中出现的问题进行讨论和解决。
3. 数据分析与结论(1)对实验数据进行处理，得出加速度与力和质量的定量干系。
(2)讨论实验误差来源和减小误差的方法。
(3)得出实验结论，并诠释实验意义和应用。
4. 拓展思考与讨论(1)引导学生思考加速度与其他物理量的干系，如速度、位移等。
(2)讨论控制变量法在物理实验中的应用，以及它在其他领域的应用。
(3)讨论如何在实际生活中应用加速度的相关知识，如汽车启动、刹车等。
5. 教室小结(1)回顾本节课的主要内容，包括实验目标、实验操作、数据分析与结论等。
(2)强调加速度与力和质量的干系在物理学中的重要塞位和应用。
6. 课后作业与思考(1)安置与加速度相关的课后作业，帮助学生稳固所学知识。
(2)鼓励学生进一步思考和探索加速度与其他物理量的干系，以及在实际生活中的应用。
教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 知识与技能：学生能够理解加速度与力、质量的干系，掌握实验操作方法，能够独立进行实验操作。
探究加速度与力、质量的关系教学设计
《探究加速度与力、质量的关系》教学设计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引导学生思考有摩擦力作用时怎样消除摩擦力的影响方案一：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。
将轨道没有滑轮的一端垫起，使小车能沿轨道匀速运动，说明重力沿斜面向下的分力跟摩擦力平衡掉了方案二：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，从打点计时怎样判断摩擦力已经被平衡掉器打出的纸带上测量并算出，由计算出小车的加速度。
通过小车是否做匀速直线运动来判断（分析纸带）方案三：手动控制两个小车运动的时间相同，通过位移比加速度学生到讲台演示比较法半定量分析根据方案二，怎样设计实验步骤学生思考：怎样设计实验步骤及注意事项1、平衡摩擦力2、分组探究（1）m一定（400g），探究a与F关系激起学生的求知欲望通过法拉第的指引，为学附：《探究加速度与力、质量的关系》实验报告§4-2 探究加速度与力、质量的关系实验报告学校： 班级： 合作小组成员：1、实验目的：通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系2、实验思路：控制变量法⑴保持m 一定时，改变物体受力Ｆ测出加速度ａ，用图像法研究ａ与Ｆ关系⑵保持Ｆ一定时，改变物体质量m 测出加速度ａ，用图像法研究ａ与m 关系3、实验器材：一端附有滑轮的长木板、小车、细线和小桶、天平、砝码、钩码、打点计时器（电火花计时器）、电源、纸带、刻度尺4、实验步骤：（1）用天平测出小车的质量200M g =和小桶的质量 m 0=5g （2）按下图实验装置把实验器材安装好，使长木板有滑轮的一端伸出桌面调节长木板角度，平衡小车的摩擦力，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动 把细线系在小车上并跨过定滑轮，此时要调节定滑轮的高度使细线与木板平行。
探究加速度与力、质量的关系教学设计
探究加速度与力、质量的关系教学设计【中图分类号】g633.7 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089（2012）12-0178-02一、教材地位1.本节是前一节《牛顿第一定律》认知过程的延续，更是下一节《牛顿第二定律》的理论和实验基础。
2.本实验是学生第一次利用系统的科学探究的方法进行物理探究，实验涉及到控制变量法、比较法和图象法等一些方法。
3.考纲对本节的内容要求是ⅱ级，在历次模拟及高考中命题频率都较高，它的思想和方法一直是考察的热点。
二、教学设计思路本节教学沿着探究过程的各个要素逐层展开，通过情境的创设和问题思考引导学生积极投入到探究的过程。
实验设计充分考虑学生的认知基础，依据学生所有的知识体系一步步设计出加速度、质量和力的测量方法，通过分析讨论得出利用控制变量法开展实验探究过程。
教学中充分体现学生在探究过程中的主体地位，充分尊重学生的自主探究过程。
三、教学目标1.知识与技能⑴通过实验探究加速度与力、质量的定量关系。
⑵通过探究理解加速度与力、质量的关系。
⑶培养学生的科学探究能力以及实验的设计、调节和控制能力。
2.过程与方法⑴引导学生切实参与探究的过程，体会科学探究的基本流程。
⑵通过探究过程渗透科学方法，如控制变量法，比较法和图像分析法等。
3.情感、态度、价值观⑴体会探究过程所带来的成就感，培养学习的信心和积极的情绪。
⑵通过探究过程体会合作的重要性，培养团队精神。
⑶培养严谨科学的探究态度，形成科学素养。
四、重点、难点实验设计的过程及数据处理五、器材⑴附有滑轮的长木板1块；⑵小车1个；⑶带小盘的细线1条；⑷规格不同砝码和钩码各一盒；⑸纸带；⑹打点计时器；⑺学生电源；⑻导线和电键；⑼刻度尺；⑽天平；⑾小木块；⑿计算机投影仪及课件。
六、教学过程引入：多媒体展示生活照汽车启动的视频，引导学生比较赛车、小汽车、卡车运动状态改变的快慢（粗略比较）（设计原则：创设问题情境，形成认知冲突，激发探索兴趣。
探究加速度与力、质量的关系-经典教学教辅文档
一、教材分析本节课出自高中人教版必修1第四章第2节的知识，本节课的内容次要是探求加速度与力、质量的关系的实验，该实验是安排在牛顿第必然律以后，先生能定性地分析力与运动的关系，指明了本节课的探求方向，同时，学习完这一实验以后，能得出物体加速度与物体质量成反比，与受力成反比的结论，为下一节学习牛顿第二定律打下了基础，所以这一实验在教材安排上有着承上启下的关键作用。
二、学情分析初中物理学习的物理景象和物理过程，大多是“看得见，摸得着”，而且常常与日常生活景象有着密切的联系。
先生在学习过程中的思想活动，大多属于生动的自然景象和直观实验为根据的具体的抽象思想，较少要求运用科学概念和原理进行逻辑思想等抽象思想方式。
初中物理练习题，要求先生解说物理景象的多，计算题普通直接用公式就能得出结果。
高中物理学习的内容在深度和广度上比初中有了很大的添加，研讨的物理景象比较复杂，且与日常生活景象的联系也不象初中那么紧密。
分析物理成绩时不仅要从实验出发，有时还要从建立物理模型出发，要从多方面、多层次来探求成绩。
在物理学习过程中抽象思想多于抽象思想，动态思想多于静态思想，需求先生掌握归纳理，类比推理和归纳推理方法，特别要具有科学想象能力。
所以对于本节课教师该当以成绩为导向，随手推舟，逐渐解决实验设计中的成绩，并完成实验。
三、教学目标1．知道用控制变量法探求物理规律。
2．探求加速度与力、质量的关系。
3．掌握利用影像处理数据的方法。
四、教学重难点【重点】如何提出实验方案并使实验方案合理可行;【难点】对平衡摩擦力的理解，对实验中需求小车质量远大于物体质量的理解。
五、教法学法讲授法、实验探求法，小组讨论法、练习题法。
六、教学过程环节一：导入经过回顾上一节的牛顿第必然律，引出力不为零时物体具有加速度，从而导出加速度与力和质量的探求课堂，能让先生明确本探求实验的意义所在。
环节二：新课讲授1.提出成绩物体加速度的大小与甚么要素有关?2.猜想假设在发问以后，引导先生根据生活分析实例：①小汽车加速到100km/h需求十几秒，而大货车却要慢得多。
《探究加速度与力、质量的关系》 教学设计
《探究加速度与力、质量的关系》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标学生能够理解加速度与力、质量的关系。
学生能够通过实验设计和数据分析，得出加速度与力成正比、与质量成反比的结论。
学生能够运用牛顿第二定律解决简单的力学问题。
2、过程与方法目标经历探究加速度与力、质量关系的实验过程，培养学生设计实验、观察实验、分析数据和得出结论的能力。
通过对实验数据的处理和分析，培养学生运用数学方法处理物理问题的能力。
3、情感态度与价值观目标培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的探索精神和创新意识。
二、教学重难点1、教学重点探究加速度与力、质量关系的实验设计和操作。
理解加速度与力成正比、与质量成反比的关系。
2、教学难点实验数据的处理和分析，得出加速度与力、质量的定量关系。
对牛顿第二定律的理解和应用。
三、教学方法1、实验探究法让学生亲自参与实验探究，通过观察、测量和分析数据，得出结论。
2、讲授法讲解加速度、力和质量的概念，以及牛顿第二定律的内容和意义。
3、讨论法组织学生讨论实验方案、实验结果和相关问题，促进学生的思考和交流。
四、教学过程1、导入新课通过展示一些生活中的现象，如汽车加速、运动员起跑等，引导学生思考物体运动状态改变的原因，引出加速度、力和质量的概念，提出问题：加速度与力、质量之间有什么关系？2、实验探究（1）实验器材小车、砝码、托盘、细线、打点计时器、纸带、刻度尺、天平、长木板、定滑轮等。
（2）实验原理控制小车的质量不变，改变拉力的大小，测量小车的加速度，探究加速度与力的关系；控制拉力不变，改变小车的质量，测量小车的加速度，探究加速度与质量的关系。
（3）实验步骤①用天平测量小车的质量，并记录。
②按图安装实验装置，将纸带穿过打点计时器，连接小车和托盘，调整长木板的倾斜程度，使小车能在长木板上匀速运动。
③在托盘里放入适量的砝码，接通电源，释放小车，打出一条纸带。
④改变托盘里砝码的质量，重复步骤③，打出多条纸带。
探究加速度与力质量的关系教学设计解析
探究加速度与力质量的关系教学设计解析教学目标：1.知识目标：了解加速度与力、质量的关系，并能够运用公式进行计算。
2.能力目标：培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生使用实验方法进行科学研究的能力。
3.情感目标：培养学生对科学问题的兴趣和探索精神。
教学重难点：1.重点：加速度与力、质量的关系。
2.难点：如何运用公式进行计算。
教学过程：一、导入(10分钟)1.教师先给学生展示一个小球在水平面上滑动的实验视频，告诉学生在相同的初始速度下，小球滑动的距离会因为施加力的不同而改变，引出加速度与力的关系。
2.构思问题：如果小球滑动的距离不变，它的质量是否会影响滑动所受到的力的大小？请用实验来验证。
3.学生分组进行实验，每组准备一个小球，一段水平的直线轨道，一台弹力计或测力计，控制小球的初始速度相同，分别测量不同质量小球的加速度。
二、实验操作与数据处理(20分钟)1.学生按照实验操作要求进行实验，记录实验数据。
2.学生归纳与总结实验结果，发现质量与加速度的关系。
三、概念讲解(15分钟)1.老师引导学生分析实验结果，通过对实验结果的讨论，引导学生发现加速度与质量成反比。
2.老师给出质量与加速度的定量关系式a=F/m，并讲解公式中的符号含义。
3.引导学生理解公式中的F代表力，m代表质量，a代表加速度。
四、公式运用(20分钟)1.将实验测得的数据带入公式，进行计算，学生进行操作并填写计算表格。
2.学生根据计算结果，进行分析与总结，再次验证加速度与质量的关系。
五、实际应用(15分钟)1.教师给学生提供几个实际问题，要求学生运用加速度与质量关系的公式进行计算。
2.学生进行小组讨论，并给出解答。
六、拓展延伸(10分钟)1.学生通过讨论，思考如果除了质量外，是否还有其他因素会影响加速度的大小？2.学生进行思考，并提出他们的观点。
七、总结归纳(10分钟)1.学生进行总结归纳，回顾本节课的内容和学习收获。
2.老师对学生的总结进行点评。
《牛顿第二定律》教学设计
《牛顿第二定律》教学设计一、教学内容分析1．内容与地位在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系．理解牛顿运动定律”．本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程．牛顿第二定律是动力学的核心规律，是学习其他动力学规律的基础，是本章的重点内容，它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在理论与实际问题中都有广泛的运用．在教学过程中要创设问题情境，让学生经历探究加速度、质量、力三者关系的过程，可以通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式．学习过程中引导体会科学的研究方法——控制变量法、图像法的应用，培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．在知识的形成中真正理解牛顿第二定律，同时体验到探究的乐趣．2．教学目标（1）经历探究加速度与力和质量的关系的过程．（2）感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用．（3）体验探究物理规律的乐趣．（4）培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．3．教学重点、难点引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程是本节课教学的重点，通过实验数据画出图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式是本节的难点．二、案例设计（一）复习导入教师：什么是物体运动状态的改变?物体运动状态发生变化的原因是什么?学生：物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变，力是使物体运动状态发生变化的原因．教师：物体运动状态的改变，也就是指物体产生了加速度．加速度大，物体运动状态变化快；加速度小，物体运动状态变化慢．弄清物体的加速度是由哪些因素决定的，具有十分重要的意义．那么物体的加速度大小是由哪些因素决定的呢?请同学们先根据自己的经验对这个问题展开讨论，让学生尝试从身边实例中提出自己的观点．讨论中体会到a跟力F、物体质量m有关．（二）探究加速度a跟力F、物体质量m的关系1．定性讨论a、F、m的关系学生：分小组讨论．教师：在学生分组讨论的基础上，请各组派代表汇报讨论结果．引导学生总结出定性的结论：a与F、m有关系，当m一定时F越大，a就越大；当F一定时，m越大，a就越小．请思考：在这里为什么要组织学生开展这样的讨论？2．定量研究a、F、m的关系（1）设计实验方案教师在肯定学生回答的基础上，提问：如何定量地研究a与F、m的关系呢?指出刚才大家在定性讨论a、F、m三者关系时，就已经采用了在研究a与F关系时保持m一定，在研究a与m的关系时保持F一定的方法，这种方法叫做控制变量法，它是研究多变量问题的一种重要方法．下面我们可应用这种方法，通过实验对a、F、m的关系进行定量研究．教师进一步引导，使学生明确要在实验中研究a、F、m的关系必须有办法测出a、F、m．教师在指出讲台上放有气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、细线、砝码、小桶、弹簧秤、托盘天平、一端带有滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺，并说明每个光电开关与数字计时器一起能测出一定宽度的遮光板通过它的时间进而测出物体的瞬时速度后，让学生根据给定的器材设计实验方案，并在小组讨论基础上，全班交流．在大家互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案．学生：设计出如下实验方案．方案一 以小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、砝码、刻度尺、天平为器材，研究小车的运动．用天平测出小车的质量m 1，测出小桶的质量m 2，把小桶与小桶中砝码的总重力m ′g 当作小车受到的拉力F ，从打点计时器打出的纸带上测出△s ，由△s ＝at 2计算出小车的加速度a ．方案二 以气垫导轨、气源、两个光电开关、数字计时器、滑块、刻度尺、细线、小桶、砝码、钩码、天平为器材研究滑块的运动．用天平测出滑块的质量m 1，测出小桶的质量m 2，把小桶与小桶中砝码的总重力m ′g 当作滑块受到的拉力F ，用导轨旁边的刻度尺测出两光电开关的距离s 0，用刻度尺测出固定在滑块上的遮光片的宽度△s ，根据数字计时器给出的遮光片分别通过前后两个光电开关所经历的时间△t 1、△t 2，由于△s ≪s 0，因此可以根据v 1＝△s ／△t 1和v 2＝△s ／△t 2计算出滑块在两光电开关间运动时的初、末速度，再由021222as v v ＝－计算出滑块的加速度a ．教师引导学生讨论两种方案的可行性，让学生踊跃发表自己见解．教师：上述两种方案都是可行的．但前一种方案中小车受到的摩擦力较大，实验误差较大，因此就得想办法消除摩擦力的影响，那么如何消除摩擦力呢?建议有兴趣的同学自己利用课余的时间去实验室用前一种方案或其他方案进行实验探索．本节课我们采用上述后一种方案进行实验探究．教师：不论采用上述哪种方案，我们把小桶与小桶中砝码的总重力mg 当作小车（包括上面的钩码）或滑块（包括上面的钩码）受到的拉力，这是有条件的，这条件就是m ≪m ′（m 为小车与钩码或滑块与钩码的总质量）．（2）进行实验探究教师：引导学生在气垫导轨上研究a 、F 、m 三者关系，为了让学生能有条不紊地进行实验，用电子幻灯片打出研究内容、实验步骤和数据记录表格如下：【研究内容】研究m 一定时，a 与F 的关系【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m 1＝__________g ，小桶质量m 2＝__________g ，则滑块总质量m 等于m 1加上放在它上面的钩码的质量△m 1． ②在桶中放置质量为△m 2的砝码，则m ′＝m 2＋△m 2，当m ≪m ′时，认为F ＝m ′g （g 取9.8m ／s 2）．③用刻度尺测出遮光片的宽度△s ＝__________m ，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s 0＝__________m ．④实验时，保持s 0不变，把各次滑块运动中遮光片经过前后光电开关的时间△t 1、△t 3代入公式计算出各次滑块运动的加速度，并把实验数据填入表5-1． 表5-1 研究m 一定时，滑块加速度a 与其受力F 的关系单个滑块质量 m 1＝_____g [ 滑块总质量 m ＝_____g 小桶质量[] m 2＝_____g [来源:www.shulih Z#X#X#K]遮光片宽度△s ＝_____m两光电开关间距 s 0＝_____m实验次数 小桶上的砝码质量△m 2/g小桶与坛码总质量m ′/g △t 1/s △t 2/s 滑块加速度a/（m ﹒s -2） 滑块受的拉力F/N 123 4【实验的结论】____________________________________________________【研究内容二】研究a 与m 的关系（F 一定）【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m 1＝__________g ，小桶质量m 2＝__________g ，则各次实验中滑块总质量m 等于m 1加上放在它上面的钩码的质量△m 1．②在小桶中放置质量为△m 2的砝码，则m ′＝m 2＋△m 2，当m ≪m ′时，认为F021222s t s t s a ÷⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆－＝＝m ′g （g 取9.8m/s 2），并保持m 不变．③用刻度尺测出遮光片的宽度△s ＝__________m ，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s 0＝__________m ．④实验时，保持s 0不变，把各次滑块运动中遮光片经过光电开关的时间△t 1、△t 2代入公式，计算出各次滑块运动的加速度，把实验数据填入表5-2． 表5-2 研究滑块加速度a 与滑块总质量m 的关系（拉力F 一定）单个滑块质量 m 2＝_____g 小桶质量 m 2＝_____g小桶与砝码的总质量 m ′＝_____g遮光片宽度△s ＝_____m两光电开关间距 s 0＝_____m 实验次数 滑块砝码质量△m 1/g △t 1/s △t 2/s 滑块加速度a/（m ﹒s -2） 滑块与砝码总质量m/g1 234【实验的结论】____________________________________________________说明 在简要说明数字计时器的使用方法，强调实验过程应使气垫导轨保持水平，两光电开关间距要尽可能大些，尽可能使m ′远大于m （如果m ′≥20m ，则可认为m ′≫m ）等注意事项后，请两位学生上台操作并报告测量数据，其他学生边观察边在课前印发的实验数据记录表（表5-1、表5-2）上填上实验测量数据． 教师：把全班学生分成8个小组，第1组～第4组学生分别完成（表5-1）021222s t s t s a ÷⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆－＝中从实验次数1～4各项目的计算与填写，第5组～第8组学生分别完成（表5-2）中从实验次数1～4各项目的计算与填写．教师：让学生反馈计算结果，并填入电子幻灯片（表5-1）、（表5-2）的对应栏目中．教师：引导学生对表5-1的数据①通过直接观察；②通过在坐标纸上画出a －F 图像进行分析，得出a ∝F （m 一定时）的结论．在描点画图时，让学生体会为什么要让描出的点尽可能多地分布在某一直线的两侧，尝试说出实验误差的原因．教师：引导学生对表11-2的数据①通过直接观察②通过在坐标纸上画出a －m 图像进行分析，只能得出当F 一定时，m 越大a 就越小的结论．教师：能不能就此马上断言a 与m 成反比?让学生展开讨论．教师：在引导学生进行全班交流的基础上，问学生能不能猜想a 与m 成反比? 如何证明这种猜想是否正确?请思考讨论． 学生：可以画出a 与m 1图像，看它是否为过原点的直线．学生：还可以通过计算a 与m 的比值来判断． 教师：让学生分组计算出对应各次实验的m 1，并在全班反馈填人表11-2后，在坐标纸上作出a －m 1图像．学生：确实实验得到的直线是接近过原点的，实验误差允许范围内a 与m 是成反比（F 一定时）的．说明 这里开展一系列讨论的目的是为了让学生体会从a －m 图像转化到a －m 1图像的意义，认识图像法描述物理规律的作用．教师：本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就能得出，还需要通过大量的实验事实来论证．3．牛顿第二定律通过大量的实验探究得到加速度与力、质量的关系是：当物体的质量一定时，物体的加速度跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律．加速度和力都是矢量，它们都有方向，牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系，还确定了它们的方向之间的关系：加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同．牛顿第二定律也可用数学公式来表示：a∝F/m或F∝ma上式可改写为等式：F＝kma，式中的k是比例常数．教师指出：（1）如果各物理量都采用国际单位，k＝1；（2）力的单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的．定义：使质量1kg的物体产生1m／s2的加速度所需要的力，叫做1N．即1N＝1kg·m／s2可见，如果都用国际制单位，则k＝1．牛顿第二定律可简化为F＝ma这就是牛顿第二定律的数学表达式．三、案例评析本节课教学设计的思路是：首先提出物体的加速度是由哪些因素决定的这个问题，引导学生根据自己已有的经验进行定性探究，在此基础上，进一步引导学生应用控制变量法进行定量探究，让学生经历自己设计实验方案、观察实验现象、记录实验数据、全班合作处理实验数据、分析实验数据得出结论的过程，最后总结出牛顿第二定律的数学表达式．本节课教学设计为创设问题情境，让学生主动参与探究加速度、质量、力三者关系的全过程，在实验方案设计分析、应用图像探究规律等问题解决的过程中较为关注学生自己的观念，让学生在问题讨论中完善自己的观点，学习应用物理和数学的方法研究自然规律，有效地培养学生的实验设计能力、观察能力、分析能力、解决问题的能力以及合作交流的能力．教师在实验完成后的一句话“本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就得出，还需要通过大量的实验事实来论证”充分体现了注重对学生进行科学态度和科学精神的教育．对于实验的方案可以根据学校、学生的情况，选择一种或两种或三种做，让学生比较实验的结果，对实验进行多方面的反思．牛顿第二定律说课稿今天我说课的内容是高中物理必修一第五章第二节《牛顿第二定律》，我将从教材分析、学法指导、教学程序、板书设计等方面进行阐述。
人教版(2019)高中物理必修第一册4.2实验：探究加速度与力、质量的关系教学设计
4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系教材分析：《实验：探究加速度与力、质量的关系》是《普通高中物理课程标准（2017年版）》必修课程必修1模块中“相互作用与运动定律”主题下的内容，课程标准的要求为：通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。
《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课标的解读为：通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、质量的关系，是指两个关系：一是在物体质量一定的情况下，探究加速度大小与受力大小的关系；二是在物体受力一定的情况下，探究物体运动的加速度大小跟物体质量的关系。
这里所说的实验，是指学生实验，是课程标准规定的学生必做实验。
加速度与力、质量均有关系，使用控制变量法进行探究。
研究加速度与物体受力关系，这里的“力”是物体受到的合力，引导学生分析如何测量合力。
利用斜面知识，当斜面倾角取特定值时，重力沿斜面的分力与阻力抵消。
小车受到的合力等于细线张力大小。
对于砝码质量远小于小车质量时，细线张力约等于砝码盘重力，可待学习牛顿第二定律后再解释。
在分析加速度与质量成反比，由于反比关系不好验证，通过数学变形，可验证a 和1m成正比，这是一种常用的实验数据处理方法，学生要掌握。
学情分析：经过牛顿第一定律的学习，学生知道当物体受到的合力不为零时，物体运动状态发生改变，物体具有加速度。
根据生活经验，学生了解加速度与力、质量二者均有关系。
控制变量法是学生熟悉的实验方法，用图像处理实验数据学生在前面的学习使用过多次，这些为本节图像法分析实验数据打下基础。
探究加速度与质量关系，用1m的数据作为横坐标对学生来说是第一次，思维跨度较大，教师要合理设计教学跨度，帮助学生理解、掌握这种数据处理方法。
教学目标：1.学生经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程，能够依据要求进行实验设计，学会选择合理的试验方案进行探究实验。
2.学生经历用图像处理数据的过程，能从图像中发现物理规律。
3.学生经历实验操作和测量的过程，知道平衡摩擦力、减小系统误差等操作方法，体会探究过程的科学性和严谨性，培养与他人合作、学会分享的团队精神。
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实验：探究加速度与力、质量的关系
本节选自人教版高中物理教材第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》，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。
本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。
测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。
（1）测量加速度的方案：①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。
②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。
③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由
a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比。
（2）提供并且测量物体所受的外力的方案：由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动，所以我们必须给物体提供一个恒定的外力，并且要测量这个外力。
但测力有一定困难，还需平衡摩擦，教材的参考案例提供的外力比较容易测量。
4．物理量的测量
本实验需要测量的物理量有三个：物体的质量m、物体所受的作用力F和物体运动的加速度a。
（1）质量的测量
质量可以用天平测量。
为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。
（2）加速度的测量
①方法1：小车做初速度为0的匀加速直线运动，直接测量小车移动的位移x和发生这段位移所用的时间t，a=2x/t2计算出加速度a。
②方法2：将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。
③方法3：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由a=2x/t2可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即：
x 1 x 2=
a
1 a
2
这样，测量加速度就转换成测量位移了。
（2）力的测量
现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在，所以实验中作用力F的含义是物体所受的合力。
那么，如何测小车所受合外力F合？
我们通过下面具体实验来说明。
二、实验设计
实验设计1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系
1．实验器材：小车、打点计时器、纸带、一端带滑轮的长木板、细线、砝码、钩码、刻度尺、天平。
2．实验步骤
（1）用天平测出小车的质量；
（2）按图装好实验器材，平衡摩擦力。
（3）控制小车质量不变，用细线将钩码与小车相连，打开打点计时器，释放小车，测出一组数据。
（4）保持小车上的砝码个数不变，改变钩码质量，并测量得F（钩码质量远小于小车质量），多测几组数据。
注意：只有在钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩码的重力。
（5）控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据填入表中。
（6）分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；
（7）作a－F关系图象，并由图象确定a－F关系。
思考讨论：怎样平衡小车的摩擦力？
在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上运动时以保持匀速运动状态，这样小车所受合力为零，平衡了小车的摩擦力。
小车受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡。
4．进行实验
表1：小车质量一定
拉力
0.100.200.300.400.50
F
加速
0.150.310.430.590.76
度a
思考：如何更直观地处理数据？
以a为纵坐标、F为横坐标建立直角坐标系。
根据各组实验数
据在坐标纸上描点，观察图像。
这些点在一条过原点的直线附近，说明加速度a与拉力F成正比。
表2：小车所受的拉力一定
质量
0.4000.5000.750 1.000 1.200
m
加速
0.8610.6920.4700.3520.290
度a
质量 2.50 2.00 1.33 1.000.83
在相同拉力作用下，质量m越大，加速度a越小。
我们很难直观看出图线是否为双曲线，那么，怎样判断a与m 成不成反比呢？
如果a-m图像是双曲线，a与m成反比，也就是a与1/m成正比。
如图的图线为过原点的直线，所以在相同拉力作用下a与1/m 成正比，即：a与m成反比
注意事项
1．实验中应先接通电源后释放小车．
2．在平衡摩擦力时不要悬挂任何物体。
3．改变钩码的质量过程中，要始终保证钩码质量远小于小车质量时，线的拉力近似等于钩码的重力。
4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。
实验设计2：通过位移之比测量加速度之比
1．实验器材：两辆相同的小车、一端带滑轮的长木板、细线、小盘、夹子、不同的重物。
出示图片
2．实验步骤
（1）将两辆相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可以放不同的重物。
（2）把木板一端垫高，平衡摩擦力。
（3）控制小车质量不变，在两个小盘中放不同的重物，两小车后端各系一条细线，用夹子控制小车的动与停。
（4）用刻度尺测出两小车移动的位移x1、x2。
由于两小车运动时间t相同，从它们的位移之比就可以得出加速度之比。
控制m不变，探究a与F的关系
x 1 x 2=
a
1 a
2
（5）在盘中重物相同的情况下，通过增减小车中的重物改变小车的质量。
（6）作x2/x1与F2/F1关系图象，并由图象确定它们的关系。
小车质量一定
次数小车1小车2比值F1/N x1/cm F2/N x2/cm F1/F2
19．0028．8014．0045．000．64 29．0023．2019．0050．500．47 314．0029．9024．0052．200．58 414．0023．4029．0051．200．48
实验结论：当小车的质量不变时，小车的加速度与拉力的关系
是：在误差允许的范围内，小车的加速度与拉力成正比；同理通过实验也可得出：在相同拉力作用下a与1/m成正比，即：a与m成反比。
科学方法：控制变量
控制变量的方法是指在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的独立因素加以人为控制，使其中只有一个因素按照特定的要求发生变化，而其他因素保持不变，以利于寻找事物发展变化的规律的方法。
本节在探究加速度与力、质量之间的关系时，就采用了控制变量的方法，它是科学研究中常用的一种方法。
课堂练习
1．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，备有下列器材:
A．电火花计时器；B．天平；C．停表；D．交流电源；E．电池；F．纸带；G．细绳、砝码、滑块；H．气垫导轨（一端带定滑轮）；I．毫米刻度尺；J．小型气泵。
（1）实验中应选用的器材有—————————————————————
；
———
实验的研究对象是——————————————————。
（2）本实验分两大步骤进行：①————————————————————
②——————————————————————。
答案：（1）A、B、D、F、G、H、I、J
放在气垫导轨上的滑块
（2）①研究a与F的关系（m一定）
②研究a与m的关系（F一定）
2．某小组利用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、物体质量关系”的实验。
实验中平衡摩擦力后，他们还调节木板上定滑轮，使牵引小车的细线与木板平行，这样做的目的（）
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．保证小车最终能够做匀速直线运动
D．使细线拉力等于小车受到的合力
答案：D
3．实验探究加速度与力、质量的定量关系，下列认识正确的是（）
A．F、m和a三个物理量都有直接测量的工具；
B．实验时为消除摩擦力对小车运动的影响，要将木板无滑轮的一端垫高，直到小车不挂重物时也能自己沿长木板运动起来；
C．实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力小；
D．根据实验数据，得到的F不变时的a-m图象是过原点的倾斜直线。
答案：C
4．在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”．这种研究物理问题的科学方法是（）A．建立理想模型的方法
B．控制变量法
C．等效替代法
D．类比法
答案：B
1．“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图所示，为研究加速度a与力F之间的关系，下列说法正确的是（）
A．需保持盘和砝码质量不变；
B．需保持小车质量不变；
C．盘和砝码的重力一定与小车受到的拉力大小相等
D．处理数据时，作出a−1/F图象能直观判断a与F之间的关系。
答案：B
2．在实验“探究加速度与质量的关系时”，下列说法中正确的是（）
A．应改变拉力的大小；
B．每次改变小车质量时，必须重新平衡摩擦力；
C．为了直观判断二者之间的关系，应作出a-1/m图象；
D．平衡摩擦力时，应将重物用细线通过定滑轮系在小车上。
答案：C
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