加速度與力質(zhì)量的關(guān)系-【新教材】人教版高中物理必修教案

第四章第二節(jié)探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系【教學(xué)目標(biāo)】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(guò)實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系?！竞诵乃仞B(yǎng)發(fā)展】核心知識(shí)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(guò)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。核心能力1、通過(guò)研究三個(gè)物理量之間關(guān)系，理解控制變量法。2、指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)原理去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論．3、幫助學(xué)生會(huì)分析數(shù)據(jù)表格，利用圖象尋求物理規(guī)律?？茖W(xué)品質(zhì)1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新精神。2、使學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，樂(lè)于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。3、培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)，相互學(xué)習(xí)，交流，共同提高的學(xué)習(xí)態(tài)度．【教學(xué)重點(diǎn)】1、怎樣測(cè)量物體的加速度2、怎樣提供和測(cè)量物體所受的力【教學(xué)難點(diǎn)】指導(dǎo)學(xué)生選器材，設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。作出圖象，得出結(jié)論【教學(xué)方法】教師啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。探究法、討論法、實(shí)驗(yàn)法。（一）新課導(dǎo)入舉日常生活中一些實(shí)例，如一個(gè)人的力量是一定的，一個(gè)人投出鉛球（5公斤），能飛出10米，投出一個(gè)籃球（約公斤），能飛20幾米或更遠(yuǎn)。再如同學(xué)們中的廋子跑起來(lái)比較輕松，胖子跑起來(lái)就比較困難。通過(guò)類似實(shí)例使學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)：加速度大小可能與力有關(guān)，也與質(zhì)量有關(guān)．下面我們通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)來(lái)研究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系（二）新課內(nèi)容一、探究加速度與力的關(guān)系由于加速度可能與多個(gè)物理量有關(guān)，所以我們要用控制變量法來(lái)研究，也就是控制其他量不變，只讓其中的一個(gè)量發(fā)生變化，來(lái)研究加速度與這個(gè)量的關(guān)系，下面我們先來(lái)研究加速度與力的關(guān)系。定性討論以下問(wèn)題：物體質(zhì)量一定，力不同，物體加速度有什么不同？如圖所示設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，保持物體的質(zhì)量不變，測(cè)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(shuō)明實(shí)驗(yàn)的原理．設(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(lái)說(shuō)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(cè)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(lái)．平衡摩擦力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(méi)有拉力時(shí)讓它在木板上勻速運(yùn)動(dòng)，這樣，繩子的拉力才等于小車受到的拉力。水平面長(zhǎng)木板與小車，車后用繩控制小車運(yùn)動(dòng)，兩車質(zhì)量相同．表格設(shè)計(jì)如下：根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把數(shù)據(jù)填人設(shè)計(jì)的表格內(nèi)．小車l小車2次數(shù)拉車砝碼(s)位移x1／cm拉車砝碼(s)位移x2／cm12345通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)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)系用剛才的實(shí)驗(yàn)方法，控制力大小相同，讓力作用在質(zhì)量不同物體上，研究物體加速度與質(zhì)量的關(guān)系？物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢取決哪些因素？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師巡回指導(dǎo)，幫助同學(xué)們完成實(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．大家得出的結(jié)論是物體加速度在物體受力不變時(shí)，和物體的質(zhì)量成反比．結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，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(lái)解決這個(gè)問(wèn)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(guò)原點(diǎn)的直線．三、由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的結(jié)論我們可以得出這樣的結(jié)論：物體的加速度和物體所受的力成正比，和物體的質(zhì)量成反比．(總結(jié))大家的發(fā)言非常好，那么我們得出的結(jié)論是不是一個(gè)定理性的結(jié)論呢?僅靠少量的實(shí)驗(yàn)是不行的，應(yīng)該通過(guò)更為精確的實(shí)驗(yàn)和更多次的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明，不過(guò)我們大家在現(xiàn)有水平下能夠得出這個(gè)結(jié)論是非常了不起的，這是我們下節(jié)課要學(xué)的牛頓第二定律的內(nèi)容．四、例題：在水平路面上，一個(gè)大人推一輛重車，一個(gè)小孩推一輛輕車，各自做勻加速運(yùn)動(dòng)(阻力不計(jì))．甲、乙兩同學(xué)在一起議論，甲同學(xué)說(shuō)：大人推力大，小孩推力小，因此重車的加速度大．乙同學(xué)說(shuō)，重車質(zhì)量大，輕車質(zhì)量小，因此輕車的加速度大．你認(rèn)為他們的說(shuō)法是否正確?請(qǐng)簡(jiǎn)述理由．答：甲、乙兩同學(xué)的結(jié)論和理由都不全面和充分，物體的加速度決定于物體所受的合外力和物體的質(zhì)量．大人的推力雖然大，但車的質(zhì)量也大，因此重車的加速度也不一定就大．小車的質(zhì)量小，但是小孩的推力也小，因而輕車的加速度也不一定大．判斷誰(shuí)的加速度大，必須看各自的質(zhì)量和合外力．當(dāng)堂小練1．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是指()A．位移的變化B．速度的變化C．加速度的變化D．質(zhì)量的變化2．以下物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生變化的是()A．小球做自由落體運(yùn)動(dòng)B．槍彈在槍筒中做勻加速運(yùn)動(dòng)C．沿斜坡勻速下滑的汽車D．汽車在水平面上勻速轉(zhuǎn)彎3．關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()A．物體受力一定運(yùn)動(dòng)，力停止作用后物體也立即停止運(yùn)動(dòng)B．物體所受的合力越大，其速度越大C．物體受力不變時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不變D．物體受外力的作用，其速度一定改變五、板書設(shè)計(jì)六、作業(yè)布置課堂作業(yè)：課本習(xí)題七、小結(jié)本節(jié)我們學(xué)習(xí)了：1．力是物體產(chǎn)生加速度