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4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
【教学目标】
（一）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.
（二）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.
（三）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.
【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.
【教具准备】 多媒体课件，小车，一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细
线两条；钩码（规格：10 g、20 g，用作牵引小车的力）；砝码（规格：50 g、100 g、200 g，用
来改变小车的质量）；刻度尺；文件夹；粗线绳（用来牵引小车）.打点计时器、学生电源、纸带、
气垫导轨、微机辅助实验系统一套.
【课时安排】 2 课时
【教学过程】
［新课导入］
利用多媒体投影图 4－2－1：
图 4－2－1
分组定性讨论

组 1：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 1：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.
［新课教学］
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 1 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）.
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
2
1

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...