探究加速度与力、质量的关系。
一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助教师更好的完成实现教学目标。教案的内容要写些什么更好呢？小编为此仔细地整理了以下内容《探究加速度与力、质量的关系》，供大家借鉴和使用，希望大家分享！
必修一4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
一、教材分析
这是一节学生实验课，目的是为了让学生体会物理探究过程中所用的科学方法。书中没有给出确定的实验方案，要学生自己设计，但是给出了实验的基本思路：控制变量法。学生在初中已经接触过控制变量法，难度应该不大。
二、教学目标
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．
过程与方法
1．指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验．
2．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验．
3．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，
情感态度与价值观
1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度．
2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神．
3．培养与人合作的团队精神．
三、教学重难点
教学重点
1．控制变量法的使用．
2．如何提出实验方案并使实验方案合理可行．
3．实验数据的分析与处理．
教学难点
1．如何提出实验方案并使实验方案合理可行．
2．实验数据的分析与处理．
四、学情分析
学生对控制变量法应以掌握，关键是实验设计，实验操作能力不强，应让其做好充分的课前预习
五、教学方法
探究、讲授、讨论、练习
六、课前准备
多媒体课件，小车（20辆，每辆车上贴上质量为200g，贴上“参照车”与“实验车”字样），一端带有滑轮的长木板（20个），一次性小塑料口杯及棉线套（20个，质量可忽略），50g规格钩码10盒（每盒10个），托盘天平砝码20盒，刻度尺（米尺），线绳若干，铁文件夹10个，计算机和大屏幕投影系统一套，计算器。
七、课时安排
1课时
八、教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
（二）情境导入、展示目标
利用多媒体投影图4—2—1；
分组定性讨论
组I：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同?
组2：力大小相同，作用在不同质量的物体上，物体加速度有什么不同?
师：请组1的代表回答一下你们讨论的结果．
组1生：当物体质量一定时，物体的加速度应该随着力的增大而增大．
师：请组2的代表回答你们组讨论的问题，
组2生：当力大小相同时，物体质量越大，运动状态越难以改变，所以质量越大，加速度越小．
师：物体运动状态改变快慢取决于哪些因素?定性关系如何?
生l：应该与物体的质量和物体所受的力有关系．力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小．
生2：这里指的力应该是物体所受的合力，以上图为例，物体所受的重力和支持力相等，不参与加速度的提供．
师：刚才进行多媒体演示时一次是固定力不变，一次是固定质量不变，这样做有什么好处呢?
生：方便我们的研究．
师：这是研究多个变量之间关系的非常好的方法，我们把它称作控制变量法．我们以前在什么地方学到过这种方法?
生1：在初中我们在探究物体的密度与质量、体积之间的关系时
生2：在研究电流与电压、电阻的关系时．
师：好，我们这节课就用这种方法进行探究加速度和力、质量之间的关系．
首先来看本届的学习目标
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．
过程与方法
1．指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验．
2．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验．
3．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，
情感态度与价值观
1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度．
2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神．
3.培养与人合作的团队精神．
（三）合作探究、精讲点拨
一、加速度与力的关系
师：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．
分组讨论
组l生1：我们是根据课本上的参考案例设计实验的(在投影仪上展示实验装置如图4—2—2)．
组1生2：我们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．
师：下面请组2的代表发言．
组2生1：我们设计的方法和组1的差不多，我们是用了一辆小车，小车后面连接一纸带，用打点计时器记录小车的运动情况，根据所打的点计算小车的加速度，然后再看所受的力和加速度的关系．
组2生2：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．
师：这个同学的想法很好，这样小车受到的绳子的拉力就等于小车受到的合力，下面请组3的同学代表发言．
组3生1：前面两组的同学设计实验时都是物体的初速度为零，我们可以利用气垫导轨设计一个更为一般的方法，让导轨倾斜不同的角度，滑块所受的力就是重力的分力，让滑块滑过轨道中间的两个光电门，记录经过光电门的速度和两个光电门的距离，根据公式x=(v2－v02)/2a可以求出加速度的大小，从而可以得到加速度和力的关系．
师：好的，在进行实验之前还应该先设计自己的实验表格来记录一下自己的实验数据．那么你是怎样设计表格使你的实验数据得以记录的呢?
生1：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：
参考表格
小车l小车2
次数拉车砝码(s)位移x1／cm拉车砝码(s)位移x2／cm
1
2
3
4
5
生2：用一辆小车，测量加速度
次数拉车砝码(g)加速度a1拉车砝码(e)加速度a2
1
2
3
4
5
师：好，现在大家就根据自己设计的方案进行实验，把数据填人设计的表格内．
学生进行实验，老师巡回指导，帮助实力较弱的小组完成实验
师：现在请各小组简要进行一下实验报告．
组1生1：我们根据课本上的参考案例进行了实验，因为已知小车的加速度和位移成正比，通过验证位移和受力之间的关系，即可得出加速度和受力的关系．
师：实验数据是怎样进行处理的呢?
组1生2：我用的是位移和对应力的比值．
组1生3：通过我们的讨论，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4—2—3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．
组2生：我们通过处理小车后面的纸带，计算出小车的加速度，通过作图验证了小车的加速度和物体所受的合力成正比．组3生：我们用气垫导轨作出的加速度和所受力的关系图象，实验结论是图象非常接近一条过原点的直线．
师：大家做得都非常好，那么你们在实验中遇到的困难是什么呢?能不能想出办法来克服?
组1生：当拉小车的砝码的质量较大时，绳子容易打滑，从而影响了位移的测量．我们用松香涂抹在绳子上，效果不错．
组2生：我们在做实验时发现了这样一个问题，即当砝码的质量和小车的质量差不多时，a—F图象不能再是一条直线，而是发生了弯曲．
师：这组同学的问题非常好，实际上砝码和盘的重力并不严格等于小车受到的拉力，简单证明如下：设砝码及盘的质量为m，小车的质量为M，则分别对它们进行受力分析，对小车，受拉力和摩擦力，对砝码和盘，受重力和拉力，那么它们之间的关系是什么呢?如果相等，根据物体受合力为零则物体做匀速运动，而实际上砝码及盘实际的运动应该是做加速运动，所以说重力和拉力并不相等，而是应该重力大于拉力，而我们在实验中认为二者相等，所以实验的误差有一部分来源于此．控制的方法就是尽可能地使砝码和盘的质量远小于小车及砝码的质量，具体的分析方法我们将在下一节学到．
组3生：虽然用气垫导轨做实验结果比较精确，但实验数据处理比较复杂．
师：我们可以用计算机进行数据处理，使数据处理变得简单化，大家在课下讨论一下看如何用数据处理软件处理实验中得到的数据．
师：以上我们是通过控制物体的质量不变来探究物体的加速度与物体所受力之间的关系，下面同学们继续做实验，通过控制物体所受的力不变来探究物体的加速度和质量的关系．
二、加速度与质量的关系
学生进行实验，老师巡回指导，帮助实力较弱的小组实现实验
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．
师：大家得出的结论是什么?
生：物体加速度在物体受力不变时，和物体的质量成反比．
师：这时候我们应该怎样通过图象来验证问题呢?
生：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
师：通过大家的实验，排除误差的影响，大家讨论总结一下加速度和物体所受的力以及物体质量之间的关系．
[分组讨论]
生1：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．
生2：应该是和物体所受的合力成正比．
生3：我想力是矢量，加速度也是矢量，加速度的方向应该和物体所受力的方向相同．
师：(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）反思总结、当堂检测
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．
[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．
九、板书设计
表格数据分析
十、教学反思
学生实验控制比较难，可能出现各种情况，课前教师应做好充分准备
必修一4.2实验：探究加速度与力、质量的关系学案
课前预习学案
一、预习目标
实验目的，实验思路，实验方案，实验结果的分析
二、预习内容
1、一切物体总保持_______状态或________状态，除非__________________，这就是牛顿第一定律．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是_________的原因，而是______________的原因．
2、物体的这种保持_________或__________的性质叫做惯性，惯性是物体的____性质．
三、提出疑惑
课内探究学案
一、学习目标
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．
过程与方法
1．指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验．
2．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验．
3．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，
情感态度与价值观
1．通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度．
2．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神．
3.培养与人合作的团队精神．
二、学习过程
1、两车质量相同．表格设计如下：
参考表格
次数拉车砝码(g)加速度a1拉车砝码(e)加速度a2
1
2
3
4
5
2、某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图4-2-9所示（使用图4-2-3所示的装置）,图中前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点,其中B、C、D、E点的对应速度vB=_____m/s,vC=_____m/s,vD=_____m/s,vE=_____m/s,由此测得小车的加速度是多大？
三、反思总结
本节我们学习了：
1．力是物体产生的原因．
2．用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，越大，物体的也越大；合外力一定时，物体的越大，其越小，且合外力的方向与加速度的方向。
4．实验数据的处理方法．
四、当堂检测
1．外力是使物体产生_____________的原因．物体运动状态发生改变时，物体一定具有___________，物体一定受到____________的作用．
2．质量一定时物体的加速度与它所受的外力成；外力一定时加速度与物体的质量成。
3．某两个同学用图4-2-6所示的装置（图中A为小车，B为带滑轮的长木板，C为水平桌面），分别在《探究加速度与外力间的关系》实验中，各自得到的图象如图4-2-6中甲和乙所示，则出现此种现象的原因甲是，乙是．
五、课后练习与提高
1．在保持质量不变时加速度与物体受力间关系的实验中（使用图4-2-7所示的装置），小车质量M和砝码质量m分别选取下列四组值．
A．M=500g，m分别为50g、70g、100g、125g
B．M=500g，m分别为20g、30g、40g、50g
C．M=200g，m分别为50g、75g、100g、125g
D．M=200g，m分别为30g、40g、50g、60g
若其它操作都正确，那么在选用组值测量时所画出的图线较准确．在选用此组值，m取g时实验误差较大．
2．a、b、c、d四位同学在做《验证牛顿第二定律》的实验（使用图4-2-6所示的装置），设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为m，分别得出如图4-2-7中a、b、c、d四条图线，其中图a、b、c是a—F图线，图d是a—1/M图线，则以下列说法中正确的是：（）
A．a和b较好地把握了实验条件M远大于m
B．c和d则没有把握好实验条件M远大于m
C．a同学长木板的倾角太小，而b同学长木板倾角太大
D．a、b、c三同学中，c同学较好地完成了平衡摩擦力的操作
3．关于力和运动的关系,下列说法中正确的是()
A.物体的速度不断增大,表示物体必受力的作用
B.物体的位移不断增大,表示物体必受力的作用
C.物体朝什么方向运动,则这个方向上物体必受力的作用
D.物体的速度大小不变,则其所受的合力必为零
4．某同学在做“当外力一定时，加速度和质量的关系”的实验时，得到下表中的实验数据：
（1）请使用a-1/m图象来处理这些数据，并说明为什么不用a-m图象来处理数据。
（2）根据作出的图象，可以得到的结论是小车的加速度与它的．
答案
学习过程2、0.253m/s0.328m/s0.403m/s0.478m/s0.75m/s2
当堂检测1、加速度、加速度、外力
2、正比，反比
3、平衡摩擦力时，木板倾角过大；平衡摩擦力时，木板倾角太小
课后练习与提高1、B50
2、ACD
3、A
4、图略，质量成反比
扩展阅读
实验：探究加速度与力、质量的关系导学案
第二节实验：探究加速度与力、质量的关系
编制：高一、二级部审核：魏桂华包科领导签字：_____________
【学习目标】
1.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系，培养学生动手操作能力．
2.自主学习、合作探究，学会用控制变量法设计实验。
3.激情投入、全力以赴，通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。
【重点、难点】
重点：加速度的测量，对a∝F、a∝1／m的探究。
难点：实验方案的设计，实验数据的处理。
【使用说明】
1.认真阅读课本，掌握实验原理，数据处理的方法，以及控制变量法在实验过程中的应用。
2.要学会灵活应用数学知识解决物理问题。
3.A、B、C三层同学按照要求分层完成导学案
【预习导学】
1.关于力与加速度、质量的关系：
阅读教材第71页前五段材料，回答右图问题：
①物体质量一定，力不同，
物体加速度有什么不同？
①②
②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？
③物体运动状态改变快慢取决哪些因素？定性关系如何？
2.关于控制变量法
在实验过程中，我们为什么用控制变量法来分析、、之间的关系？
3.实验的注意事项
①小车在运动过程中不可避免的会受到摩擦力的作用，如果不消除摩擦力的影响会给我们的实验带来数据处理上的不必要的麻烦。请你根据右图解释一下如何平衡摩擦力？
②实验中测量小车的加速度是根据打点计时器打出来的纸带计算出来的，你还记得打点计时器在使用过程中的注意事项吗？
③如图所示是一条打出来的纸带，请简要说明一下如何计算加速度
4.本实验需要测量的物理量有几个？哪个量容易测出？哪些量是本实验要解决的主要问题？
5．在本探究实验中，为什么可用两车的位移之比表示加速度之比？
§4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
§4.2实验：探究加速度与力、质量的关系
【学习目标细解考纲】
1．能独立设计探究加速度、质量、力三者关系的探究方案。
2．会测量加速度、力、质量；并能作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象；能根据图象写出加速度与力、质量的关系式。
3．体会探究过程中所用的科学方法——控制变量法；学习科学家的严谨态度。
【知识梳理双基再现】
1．加速度是表示物体运动状态________的物理量。根据事实经验，加速度与物体的________有关。物体________一定时，质量越小，加速度就越大。加速度还与物体_______的大小有关，物体________一定时，受力越大，其加速度越大。
2．控制变量法：加速度a和质量m，受力F都有关系。研究它们之间的关系时，先保持________不变，测量物体在________的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系，再保持物体所受的力________，测量不同________的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法。
【小试身手轻松过关】
1．“在影响加速度的因素”的探究中发现（）
A．同一物体运动的速度越大，受到的合外力越大
B．同一物体运动的速度变化越大，受到的合外力越大
C．同一物体运动速度变化率越小，受到的合外力越小
D．同一物体运动速度变化越快，受到的合外力越大
2．为了研究加速度跟力和质量的关系，应该采用的研究实验方法是（）
A．控制变量法B．假设法C．理想实验法D．图象法
3．一个由静止状态开始做匀变速直线运动的物体，可以由刻度尺测出__________和秒表测出_______，由公式___________计算物体的加速度。
【基础训练锋芒初显】
4．在探究实验中，测量长度的工具是__________，精度是______mm，测量质量的工具是_________。
5．为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选用（）
A．a-m图象B．m-a图象C．图象D．图象
6．如果图象是通过原点的一条直线，则说明（）
A．物体的加速度a与质量m成正比B．物体的加速度a与质量成反比
C．物体的质量m与加速度a成正比D．物体的质量与加速度a成反比
【举一反三能力拓展】
7．某同学在探究加速度a与力F和加速度a与物体质量M的关系时，测出了表1、表2两组数据，请在图甲、乙两个坐标上分别作出a-F和图线。
F/N0.140.280.430.550.682.002.503.334.005.00
a/ms-20.200.400.610.790.97a/ms-20.440.560.730.891.08
表1表2
甲乙
【名师小结感悟反思】
1．用控制变量法研究物理规律。控制变量法是物理实验中经常采取的一种方法，当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变，而研究其中两个参量之间的变化关系的方法。
2．加速度与办质量的关系。（1）质量一定时，加速度与作用力成正比；（2）作用力一定时，加速度与质量成反比。
实验：探究加速度与力和质量的关系
一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性，教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助教师更好的完成实现教学目标。教案的内容要写些什么更好呢？下面是由小编为大家整理的“实验：探究加速度与力和质量的关系”，大家不妨来参考。希望您能喜欢！
（必修1）第四章第2节
实验：探究加速度与力和质量的关系（第一课时）
山东省菏泽市成武县一中杨晓东
（一）引入新课
同学们先来看大屏幕，生活中我们见过这样的情景：（先放课件，再解说一下）超载车，遇到险情时，在同样的刹车力作用下难以停下来已酿成车祸；赛车安装了强大的发动机比质量相仿的小汽车启动快的多．根据这些情景，同学们能否年出物体运动状态变化的快慢，也就是加速度的大小与什么物理量有关？谁来谈一下自己的看法？学生：物体的加速度与物体受力和物体质量有关．受力一定时，质量越大加速度越小；质量一定时，受力越大，加速度越大．（学生若不说定性关系，可提示根据情景事实，告诉我们什么呢？）刚才这位同学回答的很好，不仅指出了加速度的相关因素，而且说明了加速度与力、质量的定性关系，然而物理学并不满足于这样定性的描述，我们还想知道，物体的加速度与它的受力、它的质量有什么定量关系？谁来发表自己的观点？
(二)--
１．猜想假设
（生）：a∝F、a∝１／m
（师）：你是根据什么这样猜想的呢？
（生）：同前面的定性分析，物体受力越大,加速度越大;物体质量越大,加速度越小。
（师）：受力越大,加速度越大;质量越大,加速度越小，也不一定a∝F、a∝１／m，你还能想象出其他的什么形式？a∝F２、a∝１／m２或其它情况。很好，同学们能放开思维进行大胆的猜想，颇有物理学大师的风范，了不起，可是同学们，你将通过什么方式去检验你的猜想呢？
２．研究方法
（生）：通过实验检验猜想
（师）：可这里有三个物理量a、Ｆ、m,如何研究三个变量之间关系比较好呢？
（生）：先保持m一定，研究a、Ｆ的关系
再保持Ｆ一定，研究a、m的关系
（师）：很好，这就是实验的两个基本思路，我们把这种方法称为（控制变量法），大家看这是控制变量法的定义。其实初中我们也用过这种方法，同学们能否回忆一下什么地方用过这种方法。
（生）：研究物质的密度与质量和体积的关系，以及通过导体的电流与电压和电阻的关系。
（师）：很好，今天这堂课我们只研究第一种思路，保持m一定进，探究a与F的关系，而且只检验a∝F；这种最简单的形式是否正确好吧！有兴趣的同学可以在课下依据实验数据去检验其它的形式！显见测量a与Ｆ就成为本实验的关键了！
３．方案探究
（师）：猜想假设与实验的基本思路都有了，我们应该去寻求具体的方案来检验我们的猜想。现在请同学们打开讲义，看一下自主探究指南卡上面的几个问题，然后带着这几个问题去阅读教材７７页“制定实验方案时的两个问题”直到78页上边的“参考案例”，了解一下书中告诉了我们什么样的实验方案，读完书后同学们可以试用一下桌上的实验仪器，自行设计实验步骤和数据记录表格，组内同学相互交流完成后，由各组组长汇集一下本组的方案及观点，并给大家介绍一下。哪个小组有了主意，及时举手向老师示意一下，好现在开始！
（中间隔上3-5分钟）
（师）：同学们完成的怎么样拉？哪个小组先来把你们小组交流的内容让大家分享一下，第一小组先来把你们小组交流的内容让大家分享下，首先请你回忆一下与加速度相关的公式？
（学生汇报３－５分钟，教师作适当点拨和补充，学生汇报同时课件展示，最后总结现有条件下的两种可行性方案）
自主探究指南卡参考及点评
小组长代表本组介绍实验方案
１．测a、F
２．求加速度的公式：
前三个公式都要涉及速度，而测速度比较困难，后两个公式，只要测位移和时间就可以了，位移用刻度尺测量，时间用秒表或用打点计时器测量。
（１）由知，测s或测t用秒表即可，需要轨道、小车，钩码（作小车拉力用）、平衡
摩擦力。看a与Ｆ的比值是否为定值，
（２）只适用于初速度为零的匀加速直线运动，知道运动性质的前提下才可用，由
知，只要看为常量，即可知物体做匀变速直线运动，用来测a更科学，需要用轨道、小车，多用一个打点计时器，另需学生电源、纸带、导线。由
求a，再看a与Ｆ的比值是否为定值可验证a与Ｆ是否为正比例关系。
我们跟刚才小组方案一样，只是我们采用a-F图象检验a-F是否成正比例关系。这样更能清楚看出a-F的变化关系．直线若过坐标原点即能说明问题．
（３）前几个小组都是直接测a，其实，由书上的参考案例，可知，也可以不用测a，由控制两辆小车运动相同时间t，则有只需读出两小车位移、及各自秘用拉力
，只需调节的大小看随的变化关系，即可检验a与Ｆ是否为正比例关系，我们
需要两个轨道、两辆小车及双份钩码，用这个双层轨道做实验。
３．
４．平衡好摩擦力
５．用比值法，或用图象法
方案非常好，有难度，但创新意识好，巧妙运用转化的方法，实验好象很复杂，其实更科学，给这位同学一个鼓励的掌声。
当然，如果实验条件允许的话，我们也可采用频闪照相，用气垫导轨方案去完成实验，我给大家介绍一下，可在现有条件下，我们总结出两种可行的实验方案，大家看一下，这是实验中同学们提到的一些注意事项，同学们可以参考一下。
４．自主实验
（师）：＂纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行＂，a是否与Ｆ成正比例关系呢？还要看同学们的实验结果才见分晓，现在请同学们依据本组设计的实验方案进行实验，记录数据，分析数据规律，大胆检验你们的猜测想吧！老师建议大家彼此借鉴其它小组方案中的优点，完善自己的设计方案，好现在开始实验，看哪个小组在组长的带领下做的又快又规范！
（实验10分钟左右，中间针对学生的操作出现的共同问题稍作点拨，让学生注意操作事项和要领及规范性）
学生做实验过程中，打开Ｅxcel表格的参考样表
有些小组已经得到了实验数据，其他小组加油啊！可以参考老师提供的样表，也可以自主设计表格画在讲义上，请最先测出数据的同学到前面电脑前输入数据！
（展示三种情况）
各小组已经完成实验，第一小组说一下你们的结论，验证出a∝F了吗？
（生１）：我们测出a与Ｆ发现a/F比值非常接近，在误差允许的范围内，近似相等。说明a∝F
（生２）：我们画出a-F图象为一条直线，但稍微偏离坐标原点
（师）：能说出偏离的原因吗？
（生２）：平衡摩擦力不足，但在误差允许的范围内，a-F为正比例关系
（生３）：我们在电脑中输入数据，作出趋势线，发现为正比例函数，稍微不些偏差，在误差允许的范围内，a-F为正比例。
（师）：同学们表现太棒了，课堂因你们而精彩！为自己的精彩表现来一次激烈的掌声吧！
５．实验结论
根据同学们的实验数据及图象描述，我们发现在误差允许的范围内，物体质量一定时，a与Ｆ成正比例关系。
（三）探究历程
回想本堂课我们的探究历程。
首先是情景再现、然后是猜想假设a、F、m的关系、接着进行探究实验方案、同学位自主进行实验、通过数据分析、最后得出结论。通过本节课的探究性学习，我们尝试用实验的方法来探究m一定时a与Ｆ的关系。让大家体会了物理学研究工作是以怎样的形式和方法来进行的，望大家从以下两方面有所体会：第一，物理学研究并不神秘，每个同学都可以开展物理学研究。第二，今天我们的工作是粗糙的，真正的物理学研究更精确、更完善，但基本思路和方法是一样的，让我们都拥有这样一种方法，探究大自然的奥秘吧！
（四）为巩固课堂所用知识与技能，老师送大家几道竞赛题，看谁先来抢答，以最先站起来，并且快速回答的为获胜者。
（五）课后探究题
最后是老师送大家的一个探究性问题，探究报纸能承受的最大拉力与报纸的几何尺寸之间的关系(宽度d与承受拉力F的关系).
今天的课到这儿，谢谢各位同学！同学们再见！
探究加速度与力的关系
2实验：探究加速度与力、质量的关系
整体设计
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫.本节是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探究过程.在教师的引导下学生动手、动脑进行设计研究，体会通过控制变量来研究物理规律的重要方法，在研究电阻、电容等实验中都会用到此法.只有让学生在实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的.
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.
课时安排
1课时
三维目标
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.
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.
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.
课前准备
带有滑轮的长木板2个、小车2个、打点计时器、秒表、钩码、夹子、刻度尺、细线、气垫导轨、数字计时器、光电门两个.
教学过程
导入新课
情景导入
多媒体播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画面.
图4-2-1
通过以上画面我们可以看出，摩托车启动很快，而载重汽车启动很慢，这是为什么呢？
复习导入
复习提问：物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？
回答：物体运动状态的改变是指速度的改变，加速度是反映物体运动状态变化快慢的物理量.
通过上一节学习，我们知道：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变；物体的质量越小，物体的运动状态较易改变.请同学们根据上节所学知识及日常见闻实例猜测一下：加速度的大小与哪些物理量有关？
学生猜想：加速度的大小与物体的受力、质量有关.
推进新课
既然物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关，到底存在怎样的关系，请同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关系.
学生讨论后回答：
1.质量大的物体加速度小.如：并驾齐驱的大货车与小汽车在相同的制动力下，小汽车停下来用的时间少.
2.受力大的物体加速度大.如：赛车和普通小汽车质量相近，但赛车安装了强大的发动机，牵引力大，提速很快.
点评：通过类似的实例使学生获得感性认识，为下一步定量研究作好铺垫.下面我们来定量探究一下这三个量之间的关系.
加速度的大小与物体的受力和物体的质量有关，那么我们应用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？
学生思考后回答：可以先研究加速度与物体受力的关系，再研究加速度与物体的质量的关系.
教师总结：当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变时，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法，是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法.
下面通过控制变量法研究一下加速度与物体受力和质量的关系.
一、加速度与力的关系
让学生阅读课本，明确以下两个方面内容：
1.实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量不同力下的加速度，分析加速度与力的关系.
2.实验数据的分析：根据定性分析判断结果：力越大，加速度越大，猜测a∝F,Fn.
（1）设计表格，如：
次数
项目123456
F/N
a/（ms-2）
(2)建立坐标系如图4-2-2：
图4-2-2
（3）描点
（4）连线
通过得到的图线，分析a与F的关系.实验发现a-F图象是一条过原点的直线.改变小车的质量重复上面步骤，看得出的图象有什么不同.
二、加速度与质量的关系
让学生阅读课本，明确以下两个方面的内容：
1.实验的基本思路：保持物体受力不变，测量不同质量下的加速度，分析加速度与质量的关系.
2.实验数据的分析：根据定性分析判断结果：质量越大，加速度越小，猜测a∝,
（1）设计表格，如：
次数
项目123456
a/ms-2
m/kg
/kg-1
/kg-n
（2）建立坐标系如图4-2-3：a-或a-
图4-2-3
（3）描点
（4）连线
得到图线分析，分析a与m的关系.
为了增强学生做实验的目的性，引导学生分析以下内容：
这个实验需要测量的物理量有三个：物体的速度、物体所受的力、物体的质量.质量可用天平测量，本实验要解决的主要问题是怎样测量加速度和怎样提供与测量物体受到的力.
三、制定实验方案时的两个问题
图4-2-4
1.怎样测量（或比较）物体的加速度，你能想到哪些方法？让学生思考后回答：用如图4-2-4所示的装置：在一端有滑轮的长木板上，放一小车，通过细绳另一端的钩码拉小车.
（1）让物体做初速度为零的匀加速直线运动，用刻度尺测量物体运动的位移，用秒表测量出运动的时间，由x=at2公式算出.
（2）让物体做初速度为零的匀加速直线运动.在运动物体后安装一条通过打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度.
（3）直接用加速度计测量.
总结：这些方法的共同特点是直接测出了加速度的大小，我们要探究的是加速度与其他量之间的比例关系，如果不直接测出加速度，我们能否找出加速度和质量之间的定量关系呢？
学生思考后回答：
①如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x1、x2,位移之比就是加速度之比.
②如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动物体在相同位移内所用时间t1、t2，时间比的平方就是加速度之比的倒数.
2.怎样提供和测量物体所受的恒力.
现实中，除了真空中抛出或落下的物体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎是不存在的.然而，一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，实验中力F的含义可以是物体所受的合力.那么，如何为一个运动的物体提供一个恒定的合力？如何测出这个合力呢？
交流讨论：用前边测加速度的器材，使物体做匀加速运动的力就是物体的合力，这个合力就等于钩码的重力.通过改变钩码的个数就可以改变物体所受的合力，通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力.
注意事项：
（1）在钩码质量远小于小车质量的条件下，钩码的重力大小才近似等于小车所受合力.（至于为什么，以后再讨论）
（2）小车在运动时还受到木板对它的滑动摩擦力，那么我们如何减小滑动摩擦力，使物体所受的合力尽可能接近钩码的重力？
学生交流讨论，大胆设想，并小组总结.
结论：（1）换用接触面光滑的木板.
（2）平衡滑动摩擦力.方法：将木板一端垫高，让小车从木板上能匀速滑动.
根据上面讨论的内容选定自己的实验方案进行实验，记录实验数据.
学生进行分组实验，教师巡回指导.
四、怎样由实验结果得出结论
学生分组实验结束后，利用前面的方法处理实验数据，分析得出实验结论，让小组代表发言.
教师对各小组学生的实验方案、数据处理方法、实验结论等情况进行评价，让学生明确，只要设计方案合理，亲身体验探究过程，至于能否得出正确结果并不多么重要.
课堂训练
1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，为了研究抛体运动的加速度是否与物体的质量成反比，常常作出________图象.
解析：物体运动的加速度a与物体的质量m是成反比的关系，因此a-m图象是一条双曲线，而图象是一条直线，作出a-m图象，不易判断加速度跟质量的反比关系；而作出图象则容易判断加速度跟质量的反比关系.
答案：
2.在做“验证牛顿第二定律”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和力F关系的有关资料记录在表1中.将测得的反映加速度a和质量M关系的资料列在表2中.
表1
a/(ms-2)1.984.065.958.12
F/N1.002.003.004.00
表2
a/(ms-2)2.042.663.233.98
0.500.670.801.00
（1）根据表中所列数据，分别画出a-F图象和图象.
（2）从图象可以判定：当M一定时，a与F的关系为______；当F一定时,a与M的关系为_______.
（3）由aF图象可知，M=_______.
（4）由图象可知，F=_______.
答案：（1）a-F图象和图象分别如图4-2-5甲、乙所示（2）正比关系反比关系（3）0.50kg(4)4.02N
图4-2-5
重点归纳：通过本题可以看出，物体的加速度跟合外力成正比，跟物体的质量成反比.
课堂小结
本节课以实验为依据，采用控制变量法进行研究.根据已掌握的物理知识自行设计实验方案、探索物理规律是物理学研究的重要方法.其基本思路是：
提出问题→猜想（作出假设）→进行实验（收集数据）→数据分析→得出结论→反复验证→得出定律.
布置作业
设计一种方案，测量自行车启动时的平均加速度.
板书设计
2实验：探究加速度与力、质量的关系
一、加速度与力的关系
1.实验思路：保持质量不变，探究a与F的关系
2.数据分析
二、加速度与质量的关系
1.实验思路：保持受力不变，探究a与M的关系
2.数据分析
三、制定实验方案时的两个问题
1.怎样测量（或比较）物体的加速度
2.怎样提供和测量物体所受的恒力
四、怎样由实验得出结论
活动与探究
课题：物理实验中有关“控制变量法”应用实例
内容：分组讨论，到目前为止，我们在物理实验中有哪些运用了控制变量法，回忆实验过程，总结共同点.找出一个实验亲自操作并写出实验报告.
设计点评
本节课先通过多媒体展示的画面或通过复习前面的旧知识提出问题，然后通过实例大胆猜测（或作出假设），再通过实验搜集实验数据，利用图象通过对数据分析，得出结论来验证假设，最后反复验证得出定律.让学生深刻体会了探究实验的模式，培养了学生实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，深刻体验科学家探索自然规律的艰辛与喜悦.同时本节实验中的控制变量法是物理学研究问题的重要方法，本节课也让学生亲自设计实验方案、亲自动手操作，培养了学生的实验能力、动手能力.
