《2实验：探究加速度与力、质量的关系》优质课教案下载

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物体的运动状态变化的快慢，也与物体受力有关

例：竞赛用的小汽车，质量与一般的小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机，能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静止加速到100km/h

（学生活动）学生根据事实总结得出定性结论：

物体的质量一定时，受力越大，其加速度越大；物体受力一定时，它的质量越小，加速度也越大。

（提出问题）物理学并不满足于这样的定性的描述，物体的加速度与它受的力、它的质量有什么定量的关系？

（二）教学过程设计

实验方案的确定

（教师活动）加速度的大小既与物体的受力有关，又和物体的质量有关，那么我们应采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？

（学生活动）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。

（教师活动）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，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。同学们刚刚提到的研究方法就是控制变量法，在这个实验中应如何控制？

（学生活动）在这个实验中，可以保持物体的质量不变，测量物体在不同的力作用下的加速度，分析加速度与力的关系；也可以保持物体所受的力不变，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。

制定实验方案时的两个问题

思路：实验中需要测量的物理量有三个：物体的加速度、物体所受的力、物体的质量。质量可以用天平测量，本实验要解决的主要问题是怎样测量加速度和怎样提供和测量物体所受的力。

1、怎样测量（或比较）物体的加速度

（学生活动）

① 物体做初速为0的匀加速直线运动，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，由公式a= 算出加速度

可以在运动物体上连一条纸带，通过打点计时器打点来测量加速度。

也可以不测加速度的具体数值，而测不同情况下（即不同受力时、不同质量时）物体加速度的比值。根据a= ，测出两初速度为0的匀加速运动在相同时间内发生的位移、x1、x2，位移比就是加速度之比。即

学生在探究中，运用已有知识，通过小组讨论，老师点拨，上面的几种方法还是能得出的。教学中应鼓励学生讨论各种方法，由学生作出评估，然后归纳出可行的方案．有条件的还应鼓励学生用不同的方法探究实验，定量得出加速度和所受力及小车质量的关系，然后交流汇报、对实验的可靠性进行评估。多数学生还是愿意用打点计时器求加速度，他们对这种方法比较熟悉，而且认为这样测出的加速度比较准。

在课本给出的案例中，测量不同情况下物体的位移之比，从而求出加速度的比值。舍弃了以往测量加速度具体数值的方法，使实验探究的内容更加符合牛顿第二定律的本义，所以这种方法也应引导学生使用，当然，在这种方法中画图象时的难度增加了。

2、怎样提供和测量物体所受的恒力

（教师活动）在现实中，仅受一个力的情况几乎是不存在的。一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，在实验中我们只要测出物体所受的合力即可。如何为运动的物体提供一个恒定的合力？又如何测出这个合力呢？

（学生活动）可以在绳的一端挂钩码，另一端跨过定滑轮拉物体，使物体做匀加速运动的力就是物体的合力，这个合力等于钩码的重力。通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力。

（教师活动）在上面的方案中做匀变速运动的物体，受的合力等于钩码的重力吗？

（学生活动）由于物体在相对运动，还要受到滑动摩擦力。