《實(shí)驗(yàn)探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系》設(shè)計(jì)

《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1.理解物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化快慢，即加速度大小與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān);2.通過實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系;3.培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力.過程與方法1.知道用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn);2.學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，自己根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)事求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度.教學(xué)重點(diǎn)1.控制變量法的使用;2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理.教學(xué)難點(diǎn)如何提出實(shí)驗(yàn)方案并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行.教學(xué)過程導(dǎo)入利用多媒體投影圖，分組定性討論物體質(zhì)量一定，力不同，物體加速度有什么不同?力大小相同，作用在不同質(zhì)量的物體上，物體加速度有什么不同?物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢取決于哪些因素?定性關(guān)系如何?多媒體演示時(shí)一次是固定力不變，一次是固定質(zhì)量不變，這樣做有什么好處呢?一、加速度與力的關(guān)系師：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在各個(gè)不同的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系．大家分組討論并且每組設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，并說明實(shí)驗(yàn)的原理。分組討論我們根據(jù)課本上的參考案例設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的(在投影儀上展示實(shí)驗(yàn)裝置如圖)．我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理如下；因?yàn)閮蓚€(gè)小車的初速度都為零，拉力大小不同，但對(duì)每個(gè)小車來說保持不變，所以小車應(yīng)該做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式x=at2/2可知，加速度和位移成正比，只要測量位移就可以得到加速度與受力之間的關(guān)系，力的大小可以根據(jù)盤中的砝碼求出來。用一輛小車，小車后面連接一紙帶，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)所打的點(diǎn)計(jì)算小車的加速度，然后再看所受的力和加速度的關(guān)系．為了消除摩擦力的影響，我們?cè)谀景逑旅鎵|了一個(gè)小木塊，當(dāng)小車沒有拉力時(shí)讓它在木板上勻速運(yùn)動(dòng)。小車受到的繩子的拉力就等于小車受到的合力。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)都是物體的初速度為零，我們可以利用氣墊導(dǎo)軌設(shè)計(jì)一個(gè)更為一般的方法，讓導(dǎo)軌傾斜不同的角度，滑塊所受的力就是重力的分力，讓滑塊滑過軌道中間的兩個(gè)光電門，記錄經(jīng)過光電門的速度和兩個(gè)光電門的距離，根據(jù)公式x=(v2－v02)/2a可以求出加速度的大小，從而可以得到加速度和力的關(guān)系．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前還應(yīng)該先設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)表格來記錄一下自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。那么你是怎樣設(shè)計(jì)表格使你的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得以記錄的呢?學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師巡回指導(dǎo)，幫助實(shí)力較弱的小組完成實(shí)驗(yàn)各小組簡要進(jìn)行一下實(shí)驗(yàn)報(bào)告．已知小車的加速度和位移成正比，通過驗(yàn)證位移和受力之間的關(guān)系，即可得出加速度和受力的關(guān)系．用作圖的方法能更好地表示位移(即加速度)和力的關(guān)系．關(guān)系圖表如圖所示；可得在研究物體質(zhì)量不變的情況下，物體的加速度與物體所受的外力成正比。二、加速度與質(zhì)量的關(guān)系學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師巡回指導(dǎo)，幫助實(shí)力較弱的小組實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)由于和以上的實(shí)驗(yàn)方法非常類似，所以可以直接讓學(xué)生得出結(jié)論．物體加速度在物體受力不變時(shí)，和物體的質(zhì)量成反比。這時(shí)候我們應(yīng)該怎樣通過圖象來驗(yàn)證問題呢?我們?nèi)绻鱝—M圖象則圖象是曲線，我們可以作a—1／M圖象來解決這個(gè)問題，物體的加速度和質(zhì)量成反比，所以a—1／M圖象應(yīng)該是一條過原點(diǎn)的直線。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的結(jié)論師：通過大家的實(shí)驗(yàn)，排除誤差的影響，大家討論總結(jié)一下加速度和物體所