4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教学设计-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

教 案 学年 高一 学科 物理 任课 教师 备课时间： 11 月 16日 授课时间： 11 月18日（1班） 11月17日（2班） 备课 组长 课题 4.2探究加速度与力、质量的关系 课型 新课 复习提问设计的问题 请各位同学回顾一下牛顿第一定律的概念。 预设时间：30s 新课导入及情景创设 观察ppt中的关系图，尝试猜想加速度与力、质量之间有什么样的定量关系呢？ 预设时间：60s 教 学 目 标 及 解 析 1.通过探究加速度与力、质量的关系，学会用控制变量法探究物理规律． 2．通过实验探究，理解加速度与力、质量三者之间的关系． 3．通过具体实例，学会分析和处理实验数据的方法，并能根据图像分析物理量间的关系，提高科学探究能力. 预设时间：30s 主要知识点及拓展内容 【教学重点】 1.学会控制变量法研究加速度、力和质量。 2.掌握物体运动的a-F、a-1/m图像。 3.通过图像处理实验数据，体验减少系统误差的操作方法。 【教学难点】 1.探究加速度与力、质量的关系 2.体会整个探究过程的科学严谨性和合理性 中高考考点考查方式及所占分值比例 本节课内容为基础内容，高考中帮助学生分析提干理解物理意义，暂不占分。 重点讲解内容（限时20分钟内） 设计思路 【教师引入】请同学们观察ppt上的结构关系图，既然物体的运动状态发生了改变，其中涉及到了加速度，力与物体质量的关系。那么请大家思考一下，加速度与力、质量是否存在着某些定量关系呢？ 【学生回答】加速度可能与力成正比与质量成反比。 【知识梳理】究竟他们之间存在着怎样的比例关系呢？请同学们跟紧老师，这节课将通过实验的方式来探究三者的关系。 一、实验思路 实验原理： 1、加速度与力的关系： 保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。 2、加速度与质量的关系：保持小车所受的拉力不变，增加重物改变小车的质量。 【教师提问】运用到了哪些实验方法？ 【学生回答】控制变量法 【教师提问】思考：质量、力与加速度分别如何测量？ 【学生回答】天平 【知识梳理】 二、物理量的测量 质量的测量：可以用天平测量质量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量 加速度的测量：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（参考第一章的逐差法） 力的测量：可以由钩码的重力近似作为绳子对物体拉力 【教师引导】我们设置如图的装置图，那么请各位同学思考如何测量小车受力？ 【学生回答】小车受合力 【教师总结】所以为了让砝码的力让等于小车所受到的力，所以要进行平衡摩擦力。平衡摩擦力使绳子的拉力成为小车受到的合力 F合 = T 当m<< M时，则槽码的重力近似等于绳子拉力 T = mg 【知识梳理】 实验装置： 在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)。 摩檫力一直与重力沿斜面的分力平衡，之后的实验不用重新调整 四、实验步骤 1.用天平测出小车的质量。 2.摆放好实验装置，平衡摩擦力。 3.把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码，将车拉到打点计时器附近。 4.先打开计时器电源，再释放小车，得到纸带，并记下钩码重量。 5.改变钩码的重量，重复以上的步骤几次。 6.控制钩码质量不变，改变小车质量，再测几组数据。 7.设计表格，记录实验数据 【教师引入】进行完实验后，记录如下的数据。那么如何直观的处理的数据？ 【学生回答】可以通过画图的方式。 【知识梳理】作a-F图可以直观看出数据的关系，注意：使尽量多的点在直线上，不在直线上的点应对称分布在直线的两侧，误差较大的舍去. 小组讨论问题（要求必须有讨论价值） 【思考】 思考1：绳子的拉力等于钩码(或者沙桶）的重力吗？为什么？ 不等于！因为钩码向下加速，所以绳子的拉力小于钩码的重力。 思考2：什么情况下钩码（或者沙桶）重力可以近似等于绳子拉力，即小车所受的合外力？ 当钩码（或者沙桶）质量远小于小车质量时，绳子的拉力F近似等于砝码的重力mg。 预设讨论时间：4分钟 巩固训练配题（应分基础题，能力题） 【课堂反馈1】在利用打点计时器探究加速度与力、质量的关系的实验中，以下做法正确的是(　　) A．平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上 B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开小车，后接通电源 D．“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究过程也不会产生影响 【课堂检测2】图为“探究加速度与力、质量的关系”实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G