加速度與質(zhì)量的關(guān)系

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1、§4.2實驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系漣水中學(xué)王成超設(shè)計思想本節(jié)內(nèi)容是典型的探究性實驗，在新課程標準中，十分強調(diào)科學(xué)探究在課程中的作用。在內(nèi)容安排中，不斷給學(xué)生滲透這種思想。在本節(jié)中，學(xué)生第一次遇到用實驗探究一個物理量同時跟兩個物理量有關(guān)的多元問題，所以應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生去尋找研究問題的實驗方法，與研究運動學(xué)的方法相似，仍然從簡單的實例入手。如先保持物體的質(zhì)量不變，研究它的加速度跟外力的關(guān)系；再保持外力相同，研究物體的加速度跟它的質(zhì)量的關(guān)系。也就是讓學(xué)生研究問題時逐漸具有控制變量的思想。教學(xué)目標1、知識與技能利用所提供的實驗器材完成實驗，在獲得知識的同時提高實驗操作能力、創(chuàng)新能力；2、過

2、程與方法讓學(xué)生評價和選擇自己認為合適的實驗方案，正確處理實驗數(shù)據(jù)，掌握科學(xué)的處理方法；3、情感態(tài)度與價值觀逐步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的思想，建立嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗觀。學(xué)情分析學(xué)科知識分析：學(xué)生在前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過加速度是描述速度變化快慢的物理量，而從前一節(jié)牛頓第一定律中知道力是改變物體運動狀態(tài)的原因，學(xué)生對加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的理解只是簡單的定性關(guān)系。學(xué)生能力分析：本節(jié)是學(xué)生第一次遇到用實驗探究一個物理量同時跟兩個物理量有關(guān)的多元問題，所以學(xué)生在控制變量法研究問題方面能力有限。另外學(xué)生已經(jīng)基本掌握探究性實驗的研究方法，在本實驗中，老師只要作一些必要的指導(dǎo)，學(xué)生應(yīng)能完成實驗操作及數(shù)據(jù)處理。教學(xué)重

3、點探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教學(xué)難點加速度的測量方法；及實驗數(shù)據(jù)的處理教學(xué)器材①附有滑輪的長木板2塊；②小車2個；③帶小鉤或小盤的細線2條；④鉤碼（牽引小車用）；⑤砝碼（用于改變小車質(zhì)量）；⑥刻度尺；⑦夾子；⑧細繩教學(xué)過程（一）引入新課（教師活動）物體的運動狀態(tài)變化的快慢，也就是物體加速度的大小，與物體的質(zhì)量有關(guān)，例：一般小汽車從靜止加速到100km/h，只需十幾秒的時間，而滿載的貨車加速就慢得多。物體的運動狀態(tài)變化的快慢，也與物體受力有關(guān)例：競賽用的小汽車，質(zhì)量與一般的小汽車相仿，但因為安裝了強大的發(fā)動機，能夠獲得巨大的牽引力，可以在四五秒的時間內(nèi)從靜止加速到100km/h（學(xué)生

4、活動）學(xué)生根據(jù)事實總結(jié)得出定性結(jié)論：物體的質(zhì)量一定時，受力越大，其加速度越大；物體受力一定時，它的質(zhì)量越小，加速度也越大。（提出問題）物理學(xué)并不滿足于這樣的定性的描述，物體的加速度與它受的力、它的質(zhì)量有什么定量的關(guān)系？（二）教學(xué)過程設(shè)計實驗方案的確定（教師活動）加速度的大小既與物體的受力有關(guān)，又和物體的質(zhì)量有關(guān)，那么我們應(yīng)采用什么方法來研究加速度的大小與物體的受力和物體的質(zhì)量之間的定量關(guān)系呢？（學(xué)生活動）可以先研究加速度與物體受力的關(guān)系，再研究加速度與物體的質(zhì)量的關(guān)系。（教師活動）當(dāng)研究三個物理量之間的關(guān)系時，先要保持某個量不變，研究另外兩個量之間的關(guān)系，再保持另一個量不變，研究其

5、余兩個量之間的關(guān)系，然后綜合起來得出結(jié)論。這種研究問題的方法叫控制變量法，是物理學(xué)中研究和處理問題時經(jīng)常用到的方法。同學(xué)們剛剛提到的研究方法就是控制變量法，在這個實驗中應(yīng)如何控制？（學(xué)生活動）在這個實驗中，可以保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同的力作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系；也可以保持物體所受的力不變，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。制定實驗方案時的兩個問題思路：實驗中需要測量的物理量有三個：物體的加速度、物體所受的力、物體的質(zhì)量。質(zhì)量可以用天平測量，本實驗要解決的主要問題是怎樣測量加速度和怎樣提供和測量物體所受的力。1、怎樣測量（或比較）

6、物體的加速度（學(xué)生活動）①物體做初速為0的勻加速直線運動，測量物體加速度最直接的辦法就是用刻度尺測量位移并用秒表測量時間，由公式a=算出加速度①可以在運動物體上連一條紙帶，通過打點計時器打點來測量加速度。②也可以不測加速度的具體數(shù)值，而測不同情況下（即不同受力時、不同質(zhì)量時）物體加速度的比值。根據(jù)a=，測出兩初速度為0的勻加速運動在相同時間內(nèi)發(fā)生的位移、x1、x2，位移比就是加速度之比。即學(xué)生在探究中，運用已有知識，通過小組討論，老師點撥，上面的幾種方法還是能得出的。教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生討論各種方法，由學(xué)生作出評估，然后歸納出可行的方案．有條件的還應(yīng)鼓勵學(xué)生用不同的方法探究實驗，定量得

7、出加速度和所受力及小車質(zhì)量的關(guān)系，然后交流匯報、對實驗的可靠性進行評估。多數(shù)學(xué)生還是愿意用打點計時器求加速度，他們對這種方法比較熟悉，而且認為這樣測出的加速度比較準。在課本給出的案例中，測量不同情況下物體的位移之比，從而求出加速度的比值。舍棄了以往測量加速度具體數(shù)值的方法，使實驗探究的內(nèi)容更加符合牛頓第二定律的本義，所以這種方法也應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生使用，當(dāng)然，在這種方法中畫圖象時的難度增加了。2、怎樣提供和測量物體所受的恒力（教師活動）在現(xiàn)實中，僅受一個力的情況幾乎是不存在的