探究加速度与力的关系

探究加速度与力的关系

2 实验：探究加速度与力、质量的关系

整体设计

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.本节是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探究过程.在教师的引导下学生动手、动脑进行设计研究，体会通过控制变量来研究物理规律的重要方法，在研究电阻、电容等实验中都会用到此法.只有让学生在实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的.

教学重点

1.怎样测量物体的加速度.

2.怎样提供和测量物体所受的力.

教学难点

指导学生选器材，设计方案，进行实验，作出图象，得出结论.

课时安排

1课时

三维目标

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.使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现.

2.指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论.

3.帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律.

情感态度与价值观

1.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神.

2.使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦.

3.培养学生的合作意识，相互学习、交流、共同提高的学习态度.

课前准备

带有滑轮的长木板2个、小车2个、打点计时器、秒表、钩码、夹子、刻度尺、细线、气垫导轨、数字计时器、光电门两个.

教学过程

导入新课

情景导入

多媒体播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画面.

图4-2-1

通过以上画面我们可以看出，摩托车启动很快，而载重汽车启动很慢，这是为什么呢？

复习导入

复习提问：物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？

回答：物体运动状态的改变是指速度的改变，加速度是反映物体运动状态变化快慢的物理量.

通过上一节学习，我们知道：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变；物体的质量越小，物体的运动状态较易改变.请同学们根据上节所学知识及日常见闻实例猜测一下：加速度的大小与哪些物理量有关？

学生猜想：加速度的大小与物体的受力、质量有关.

推进新课

既然物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关，到底存在怎样的关系，请同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关系.

学生讨论后回答：

1.质量大的物体加速度小.如：并驾齐驱的大货车与小汽

车在相同的制动力下，小汽车停下来用的时间少.

2.受力大的物体加速度大.如：赛车和普通小汽车质量相近，但赛车安装了强大的发动机，牵引力大，提速很快.

点评：通过类似的实例使学生获得感性认识，为下一步定量研究作好铺垫.下面我们来定量探究一下这三个量之间的关系.

加速度的大小与物体的受力和物体的质量有关，那么我们应用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？

学生思考后回答：可以先研究加速度与物体受力的关系，再研究加速度与物体的质量的关系.

教师总结：当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变时，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法，是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法.

下面通过控制变量法研究一下加速度与物体受力和质量的关系.

一、加速度与力的关系

让学生阅读课本，明确以下两个方面内容：

1.实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量不同力下的加速度，分析加速度与力的关系.

2.实验数据的分析：根据定性分析判断结果：力越大，加速度越大，猜测a∝F,Fn.

（1）设计表格，如：

次数

项目123456

F/N

a/（m•s-2）

(2)建立坐标系如图4-

加速度