必修一4.2实验：探究加速度与力、质量的关系学案。
作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容，帮助教师在教学期间更好的掌握节奏。所以你在写教案时要注意些什么呢？下面是小编为大家整理的“必修一4.2实验：探究加速度与力、质量的关系学案”，相信您能找到对自己有用的内容。
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
1.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．
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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？
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、质量的关系
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
《探究加速度与力、质量的关系》教学设计
《探究加速度与力、质量的关系》教学设计
山东省平阴县第一中学严中格
在新教材教学中，新课标要求我们改变过去过分强调知识传授的倾向，注重科学探究精神，让学生亲自经历科学探究过程，学习科学研究的方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。“探究式教学”是实现其作用的很好的教学方法，加之物理学科的特点，“探究式教学”理应受到我们物理教师的青睐。可一些习惯于旧的传授式教学的老师，一时难以转变教学模式，不知如何操作，改革的浪潮又推着你必须前进，因此倍感苦恼；又因“探究式教学”操作过程调控难度大，更让一些教师感到力不从心。笔者这几年一直在进行这方面的尝试探究（我校物理组一直在进行《引导发现尝试探究》的课题研究），小有收获，在具体操作“探究式教学”的过程中感觉还算比较顺手。下面就我上过的高一物理必修1第四章第2节《实验：探究加速度与力、质量的关系》一堂公开课，谈谈我对这节探究课的大概设计思路和课后的反思体会。
一、教学设计
1．吃透新课标精神，领悟教材教学意图，确立三维一体的目标
新课标较原有的教学大纲更注重对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力的培养，以本节课为例，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现，而现在变为探究，注重的是问题的提出与发现。本节课以实验的形式出现，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是如何设计实验，如何提出问题，以及如何操作，如何进行数据处理，分析并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的方法和技巧。至于学生自己设计的方案不管是否符合要求，不管实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的。因此，本节课的三维目标制定如下：
【三维目标】
（一）知识与技能
理解物体运动状态的变化的快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。
通过实验探究加速度与力的定量关系。
（意图：加速度与质量的定量关系下一课时探究，实践证明1课时45分钟根本无法探究2个问题，若调成2课时合上，又给学校正常的教学秩序带来不便，所以建议分2课时探究。）
培养学生动手操作能力。
（二）过程与方法
指导学生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。
学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验。
对实验数据进行处理，看能得出什么结论。
（三）情感、态度与价值观
通过实验探究，培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度。
通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。
培养学生的团队合作精神。
【教学重点】
控制变量法的使用。
如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
实验数据的分析与处理。
【教学难点】
如何提出实验方案并使实验方案合理可行。
实验数据的分析与处理。
2．充分准备教学器材，让更多的学生参与
本节课学生可能会设计出各种可行或不可行的实验方案，因此要尽可能的多准备、多提供一些实验室已有的器材，加上学生自备的，以便供学生选用，可提供下列器材：
【教具准备】
多媒体课件，小车，一端带定滑轮的长木板，带小盘的细线，砝码（规格：10g、20g、30g、40g，用作牵引小车的力），钩码（50g）4个（用来改变小车的质量），打点计时器（套数：够全班4人一组用的，一般学校都应该有这样的器材），纸带，课本P78图4．2-5的实验器材2套，气垫导轨1套，刻度尺，秒表，计算机等。
3．教学内容的组织要得当
（1）首先要符合课程标准的基本要求，更要贴近绝大多数学生的认识水平。本节课探究加速度与力的关系，学生已探究过小车速度随时间变化的规律，已具有了利用打点计时器测小车加速度的基本技能和方法，所以为大部分学生准备了足够的“利用打点计时器探究小车加速度与力关系”的实验器材。
（2）其次要紧跟上现代科学技术、社会生活的发展水平。本次探究为学生提供了气垫导轨1套，利用光电门测速研究，更具有利用先进设备研究问题的现代研究特色。
（3）再则还要留给教师开发拓展教学内容和学生在一定范围内选择学习内容的空间。本次探究也为学生提供了课本P78图4．2-5的实验器材2套，此套方案虽不直接测出加速度，但利用“比较”的研究方法，不同于用打点计时器测出加速度，绘出a-F图研究的方法，这样给学生自主选择的空间，学生更有主人翁的意识积极主动地参与研究，也便于培养学生的发散思维，领悟用不同的方案、不同的方法研究，殊途同归。
4．教学方式方法选择要贴切，运用要有科学性、艺术性
以自主（自主设计方案、自主选择器材）、合作（四人一组协作）、探究为原则，注意结合学生和教材的特点选择不同的教学方法，以达到激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性，让学生饶有兴趣地参与到教学的全过程中来，经过自己的思维活动和动手操作获得知识的目的，从而体验到科学探究的全过程、其中的乐趣和成功感。
【教学过程】
根据以上原则，制定如下大体教学过程。
1）设置情景，提出问题，引入新课，引起学生学习兴趣。
多媒体模拟货车空载与满载起动情况，视频播放赛车起动情况。
问题1：想想看，加速度的大小可能与什么因数有关？
学生直接回答或分组定性讨论再作回答（灵活机智，看学生情况而定）
问题2：研究一个量与多个量之间关系时，采用什么方法研究？以前遇到过这种方法吗？
（根据学生的回答，点出重要的研究方法──控制变量法，并引出本节课的探究课题）
问题3：控制变量法的具体步骤？控制什么？研究什么？
（教师点出：因时间关系，本节课先探究加速度与力的关系）
2）引导学生设计探究方案。
提示问题：需要测哪些物理量？需要用到什么器材？根据你课前预习准备情况，小组讨论、交流，并汇总设计的方案，派代表向全班同学汇报。
（笔者认为这样的多方案探究，应让学生课前预习，自主设计比较好，否则课上现场设计，方案是否成熟，是否可行在其次，关键是学生对要研究的问题缺乏足够的思考，自然对其他同学提出的方案也就很难产生共鸣并发表自己的意见，对多种方案的领悟也就比较肤浅。当然，学生的基础好，能力高，亦可现场设计。）
3）小组代表汇报方案，教师引导学生分析其可行性，点出不同方案中具体操作步骤中的关键处。
方案（1）：试图用秒表，刻度尺测出静止的小车释放一段时间后的位移，求出加速度，改变合外力，得出a-F图象。
（不妥之处？测的“时间”误差太大）
方案（2）：利用打点计时器测出小车在不同合外力下产生的加速度，绘出a-F图象。
（关键处点拨：小盘与砝码的重力何时可看作小车受的外力？
木板一端稍作垫高，使小车匀速滑下，此时小车受的合力是多大？
提醒1：小盘与砝码的质量应远小于小车的质量，理由以后再作说明。提醒2：操作中的共同协作，打出的四条纸带每人处理一条。）
方案（3）：根据课本上参考案例，利用P78图4．2-5的实验器材，测出质量相同的两列小车，在不同合外力作用下，相同时间内，发生的位移，看位移之比和合外力之比情况。
（关键处点拨：位移之比为何等于加速度之比？如何设计表格？研究方法与方案（2）有何不同？）
方案（4）：用气垫导轨，利用光电门测小车不同位置时的速度，记录的时间填入表格，输入电脑，电脑处理并绘出a-F图象。
（此套方案根据学生的情况，可安排师生协作作最后的演示）
4）各小组根据自己设计出来的方案（主要是方案（2）和方案（3）），选择器材进行实验，老师巡回指导，参与到各小组的实验中。根据不同小组的情况，给予不同的指导。
小组安排：设置四个学生用一套器材，而不是两人一套
（有利于学生在实验中互相交流与合作，培养四人小组中每个学生的团体合作和竞争精神。有利于老师关注到更多学生，包括一些学习有困难的学生。有利于分层教学、因材施教。合作好，可有效利用时间。）
5）让小组代表汇报探究成果，无论方案（2）得到的a-F图线是否过原点，方案（3）得到的a1/a2与F1/F2的值是否相等，老师都应给予鼓励性的评价，侧重对学生实验过程以及和其他同学合作交流情况的评价。
6）学生自由提问，说出实验中还发现的问题以及遇到的困难。师生共同探讨，帮助解决。
（方案（2）中出现下列图线的原因？并让同学们观察：出现下列图线对应小组所垫的木板高度是否恰到好处平衡掉摩擦力，即观察小车是否匀速下滑？）
（方案（3）中发现滑动距离较大时，误差较大。原因？）
7）师生共同协作演示方案（4），利用电脑处理数据，实验结果比较精确，分析得出结论：物体的质量一定时，物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，且加速度的方向与合外力的方向一致。（本演示意图：只让学生感知利用现代科技手段的方便之处、精确之处，对于学生用现有的器材亲自动手实验所得的结论（虽有偏差）不能加以否定。至于如何用“数据处理软件”处理实验中得到的数据？让同学们课后讨论。激发他们求知的欲望。）
【小结并布置作业】
1．完成实验报告。
2．设计“探究加速度与质量关系”方案。
3．思考如何进行数据处理？
二、教后反思与体会
新课标倡导探究式学习方式，首先摆在我们一线教师面前的问题是（1）如何认识“探究式教学”？（2）怎样摆正好教师在探究式教学中所处的位置？怎样“引导”学生一步步“自主”探究获得知识？“越俎代庖式”还是“放羊式”？建立怎样的师生关系？（3）怎样把握好时间问题？一节课主要探究什么？探究多长时间？全过程探究吗？（4）如何控制场面？（5）如何评价学生？
1．认识问题：学生一次小小的体验，受益终身
一些教师忙于“应试教育”，习惯“题海战”，习惯“灌输式”，认为这样，一节课可灌输很多知识，讲很多题目，而“探究式教学”一节课能得到的知识相对少得多，甚至感觉浪费了时间。殊不知，从内容形式上看是少了些，但这“小小的获得”可是学生亲身体验得来，将终身不忘。“体验”是每个学生成长过程所必需的，学生只有在参与中深刻体验成功，体验挫折，体验合作，体验质疑，体验挑战，才能健康成长。科学探究教学模式正是为每个学生提供了平等“参与”的机会，通过“体验”促进学生的健康成长，以便更好地适应现代社会对人才发展的需要。学生发展的同时也促进了教师和整个教学的发展，在学生的探究过程中，学生提出了很多具有建设性的问题。“探究式教学”提高了学生的动手能力、自己总结观察现象的能力、探索能力。更重要的是通过实验探究激发了学生的求知欲和创新精神。这些岂是灌输式所能达到的？况且你的大量灌输，学生又能吸收多少？我认为我们的老师应该提高认识，本着对学生终身发展负责态度，积极投身到课改行列，积极参与“探究式教学”。几年的实践证明，我们所带的参与课改的班级，在高考中学科成绩非但不低，反而取得了非常优异的成绩。
2．角色问题：教师是组织者、引导者、评价者；师生互动、民主平等
1）在探究式教学中，教师应该转变角色，不应一包到底，切不可“越俎代庖”。要相信学生的能力，要大胆放给学生去探究，完全解除教师的“指挥棒”，让学生在“实验课题”的统领下，以自己的方式、自己的习惯、自己的情感和自己的认知规律去探索、去研究、去发现、去感悟、去体验，得出合理的物理结论。教师可与学生一起实验探究，但不要把自己的观点强加给学生。当然也不能“放羊式”，不闻不问，不顾学生的基础，没有目标，没有点拨，这样学生势必难以探究。
教师的“引导探究”，首先要运用多媒体、小体验等各种教学手段创设物理情境，点燃学生探究新知的欲望；其次要根据学生的基础、认知水平点拨其思考：探究什么？方向？途径？收集与处理？高一的起始探究要多引导，以后可逐步放手。
2）建立新型的师生关系，实现从师道尊严到民主平等角色的转换，确立民主平等的师生关系。
“探究式教学”体现以人为本，给学生创造体验成功的机会，力图让学生轻松活泼、自由地学。让每一个学生都能看到希望，每一个学生都能学好。营造一个生动活泼、师生互动的教学氛围，使教师、学生之间形成良性互动，彼此形成学习共同体；营建一个允许质疑、讨论、探索的公平竞争环境。在民主的环境下，师生之间可以平等对话，教师对学生的行为给予客观的评价，只有这样才能有效的培养学生的创新才能。心理学上著名的“罗森塔尔效应”表明：来自教师的理解、宽容和期待，良好的师生关系有利于创造热情和激发学生的荣誉感、自尊心、进取心的培养，能把学生原有的一点创造思维火花燃成永不熄灭的熊熊烈火。
3）时间问题：探究要有主次，进行有效探究；课前、课上相结合，灵活处理教学内容，有效利用时间。
学生活动本身就很耗时间，再加上学生这么大面积地进行科学探究活动，时间变成了突出问题。课堂45分钟，已经无法满足科学探究的需要。要给学生充分活动的时间，要进行大面积完整的探究活动，两堂课连上当然比较合适。但大多数学校一般不能连排，老师应随机应变，灵活地根据《课程标准》来调整教学内容和教学进度。要能根据不同班的具体情况来安排教学环节，探究的内容不能过多，主要探究什么？（并非每个问题都要让学生逐个探究）对于难度较大的探究课题，为了能在给定的时间内完成探究活动，可课前给学生布置任务进行预习准备，可课前让学生进实验室认识器材、选择器材、熟悉器材。本案例的处理是：（一）探究内容减半，（二）采用课前设计方案、选择并熟悉器材、通过作业练习“纸带处理求加速度”问题，这样大大推进了课堂探究的进程，将有充足的时间进行这节课必须进行的探究环节：交流方案、自主探究、汇报成果、综合评价。笔者认为：探究的结果可以有出入，但探究的时间要充足，过程要尽量完整，否则匆匆探究，草草收场，只能流于形式，达不到探究的目的。办法在人想，时间不应成“问题”。
4．控制问题：加强纪律教育，加强理论修养
在这种教学模式中，教师是引导者，组织者。就算教师准备非常充分，也难免会经常发生一些意外。再加上五六十人一班，教师组织起来就非常费劲，很难顾及到每个学生，往往会出现失控的场面，甚至出现了有些乱的局面。建议加强纪律教育，严格要求学生遵守实验纪律，特别是第一次进实验室要严格要求，好的习惯、好的风气要从第一次开始。教师更要加强理论修养，才能灵活机智。
5．评价问题：改变对“成功”概念的理解，采用“激励性”评价
传统评价，重在结果评价，一纸试卷定优秀。新课标理念下的评价应构建“合理、科学、多元化”的评价体系。与知识和技能的评价不同，不要把探究的结论作为评价的唯一标准，而要根据学生参与探究活动的全过程所反映出的学习状况，对其学习态度、优缺点和进步情况等给予肯定的激励性的评价，学生的积极参与、大胆发表意见就是“成功”。由于学生的先天条件和后天的兴趣、爱好的差异，课堂教学中教师应尽量避免统一的要求，采取分层次、多方位的教育理念，对他们不是采取取长补短，而是采用扬长避短，让他们在不同层面上有所发展，体会到成功的喜悦，注意培养全体学生的参与意识，激发其学习兴趣，并将其在活动中的表现纳入教学评价中来，改变以往只凭学生考试成绩来评价学生的不科学不合理不公平的单一评价方法。
总之，教育的出发点是人，归宿也是人的发展。“探究式教学”就是从学生出发，做到以人为本，为每个学生提供平等“参与”的机会，让学生在宽松、民主的环境中体验成功，健康成长。只要我们加强认识，积极探索，定能找到得心应手的“探究式教学”方法。以上点滴是我在投身课改，进行“探究式教学”中的体会与心得，希望我的一些想法和做法能对同仁有所帮助，不当之处，敬请专家和同仁批评指正。
