高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 速度变化快慢的描述——加速度教案

第四章  第二节  探究加速度与力、质量的关系

【教学目标】

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。

【核心素养发展】

核心知识

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。

核心能力

1、通过研究三个物理量之间关系，理解控制变量法。

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。

科学品质

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】

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

【教学方法】教师启发、引导学生思考，讨论、交流学习成果。探究法、讨论法、实验法。

（一）新课导入

举日常生活中一些实例，如一个人的力量是一定的，一个人投出铅球（5公斤），能飞出10米，投出一个篮球（约0.3公斤），能飞20几米或更远。再如同学们中的廋子跑起来比较轻松，胖子跑起来就比较困难。通过类似实例使学生获得感性认识：加速度大小可能与力有关，也与质量有关．

下面我们通过探究实验来研究加速度与力和质量的关系

（二）新课内容

一、探究加速度与力的关系

由于加速度可能与多个物理量有关，所以我们要用控制变量法来研究，也就是控制其他量不变，只让其中的一个量发生变化，来研究加速度与这个量的关系，下面我们先来研究加速度与力的关系。

定性讨论以下问题：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？如图所示

设计一个实验，保持物体的质量不变，测量物体在各个不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系．大家分组讨论并且每组设计一个实验方案，并说明实验的原理．

设计实验的实验原理如下；

因为两个小车的初速度都为零，拉力大小不同，但对每个小车来说保持不变，所以小车应该做匀加速直线运动．根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式x=at2/2可知，加速度和位移成正比，只要测量位移就可以得到加速度与受力之间的关系，力的大小可以根据盘中的砝码求出来．

平衡摩擦力

为了消除摩擦力的影响，我们在木板下面垫了一个小木块，当小车没有拉力时让它在木板上匀速运动，这样，绳子的拉力才等于小车受到的拉力。

水平面长木板与小车，车后用绳控制小车运动，两车质量相同．表格设计如下：

根据自己设计的方案进行实验，把数据填人设计的表格内．

通过实验数据分析，我们发现用作图的方法能更好地表示位移(即加速度)和力的关系．关系图表如图所示；可得在研究物体质量不变的情况下，物体的加速度与物体所受的外力成正比．

二、加速度与质量的关系

用刚才的实验方法，控制力大小相同，让力作用在质量不同物体上，研究物体加速度与质量的关系？

物体运动状态改变快慢取决哪些因素？

下面我们通过实验来研究加速度与质量的关系。

 学生进行实验，老师巡回指导，帮助同学们完成实验

由于和以上的实验方法非常类似，所以可以直接让学生得出结论．

大家得出的结论是物体加速度在物体受力不变时，和物体的质量成反比．

结合实验数据，我们如果作a—M图象则图象是曲线，我们可以作a—1／M图象来解决这个问题，物体的加速度和质量成反比，所以a—1／M图象应该是一条过原点的直线．

三、由实验结果得出的结论

我们可以得出这样的结论：物体的加速度和物体所受的力成正比，和物体的质量成反比．

(总结)大家的发言非常好，那么我们得出的结论是不是一个定理性的结论呢?仅靠少量的实验是不行的，应该通过更为精确的实验和更多次的实验进行证明，不过我们大家在现有水平下能够得出这个结论是非常了不起的，这是我们下节课要学的牛顿第二定律的内容．

四、例题：在水平路面上，一个大人推一辆重车，一个小孩推一辆轻车，各自做匀加速运动(阻力不计)．甲、乙两同学在一起议论，甲同学说：大人推力大，小孩推力小，因此重车的加速度大．乙同学说，重车质量大，轻车质量小，因此轻车的加速度大．你认为他们的说法是否正确?请简述理由．

答：甲、乙两同学的结论和理由都不全面和充分，物体的加速度决定于物体所受的合外力和物体的质量．大人的推力虽然大，但车的质量也大，因此重车的加速度也不一定就大．小车的质量小，但是小孩的推力也小，因而轻车的加速度也不一定大．判断谁的加速度大，必须看各自的质量和合外力．

当堂小练

1．物体运动状态的变化是指(    )

 A．位移的变化         B．速度的变化   

C．加速度的变化      D．质量的变化

2．以下物体在运动过程中，运动状态不发生变化的是 (    )

A．小球做自由落体运动        B．枪弹在枪筒中做匀加速运动

C．沿斜坡匀速下滑的汽车    D．汽车在水平面上匀速转弯

3．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是    (    )

A．物体受力一定运动，力停止作用后物体也立即停止运动

B．物体所受的合力越大，其速度越大

C．物体受力不变时，其运动状态也不变

D．物体受外力的作用，其速度一定改变

五、板书设计

六、作业布置

课堂作业：课本习题

七、小结

本节我们学习了：

1．力是物体产生加速度的原因．

2．用控制变量法探究物体的加速度与合外力、质量的关系；设计实验的方法．

3．物体的质量一定时，合外力越大，物体的加速度也越大；合外力一定时，物体的质量越大，其加速度越小，且合外力的方向与加速度的方向始终一致．

4．实验数据的处理方法．