高中物理（人教版）必修一教案：42 实验 探究加速度与力、质量的关系（word版，有答案，打包2份）

教师备课系统──多媒体教案 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教案 A 备课资源 控制变量法 物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。控制变量法是中学物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。 探究声音的响度和音调、理想斜面实验、探究力与运动的关系、探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究影响压力的作用效果的因素、探究影响液体压强大小的因素、探究影响浮力大小的因素、探究影响滑轮组的机械效率的因素、探究影响动能大小的因素、探究影响重力势能大小的因素、探究影响导体电阻大小的因素、验证欧姆定律、探究影响电流做功多少的因素、探究影响电流的热效应的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素。而且还需要试验。 控制变量法是为了研究物理量之间的关系所用。举例来说，s=vt 即位移=速度×时间。这个公式可以用控制变量法来研究，就是说，知道“速度”、“位移”、“时间”，但为了研究出“位移=速度×时间”这个公式，我们要采用控制变量法。 研究的方法是这样的， 我们让一辆小车匀速行驶一段时间，然后看它的位移。为了研究位移跟“速度”、“时间”是什么关系，我们先让小车以不同的速度行驶相同的时间，比较两种情况下行驶的位移。例如：先以3m/s的速度行驶5s，记下位移15m；接着以9m/s的速度行驶5s，记下位移45m，这样，我们可以看到在同样的时间里，速度翻了几倍，位移也翻了几倍，即位移和速度成正比。注意在这个例子中，我们故意让小车两次行驶的时间保持一致（都是5s），从而就可以发现“位移和速度成正比”这个关系，因为是控制住“时间”这个变量，使其不变，来研究问题，所以这种方法叫“控制变量法”。同样的，如果我们控制住“速度”这个变量，也同样可以发现“位移和时间成正比”这个关系。（做法就是，让小车以相同的速度行驶不同的时间，比较两种情况下行驶的位移） 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，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。 二、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。 三、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。 教学重点、难点 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。 教法方法 1.提出问题，导入探究原理 SHAPE \* MERGEFORMAT 自主选器材、设定方案、进行操作、总结归纳进行交流。 2.对学生操作过程细节进行指导，对学生实验过程的疑难问题进行解答。 教学准备 多媒体、小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。 教学过程 一、导入新课 教师课件展示： 如图4-2-1。 教师引导探讨：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？力大小相同，作用在不同质量物体上，物体加速度有什么不同？物体运动状态改变快慢取决于哪些因素？定性关系如何？ 学生回答：第一种情况，受力大的产生的加速度大:第二种情况，质量大的产生的加速度小。 教师引导：请同学们再思考生活中类似实例并加以体会。 教师总结：加速度大小既与力有关，也与质量有关。 二、进行新课 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。 1. 物体加速度与它受力的定量关系探究 教师引导探究：现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系（用控制变量法）。保持物体的质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，探究加速度与力的定量关系。请同学据上述事例，猜测一下它们最简单的关系。 学生可能回答：加速度与力可能成正比。 教师提出问题：如何测量加速度a？需什么器材？请同学设计方案。 学生回忆回答：第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律，可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下做匀加速运动，利用打出纸带求加速度。 教师引导探究：现实中，除了在真空中抛体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎不存在，但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相