探究牛顿第二定律教案.pdf

1 江苏省沛县中学教师备课纸课题实验《探究加速度与力、质量的关系》备课时间2012/8/21 课时安排第（1 ）课时共（1 ）课时课型复习课课时教学目标1.理解探究加速度与力、质量关系的合理性和必要性2.理解实验思路的合理性，以及用图像处理实验数据的有效性3.经历实验的操作和测量过程，以及通过图像处理实验数据的过程，体验如何平衡摩擦力、减小系统误差（钩码所受的重力不等于小车所受的拉力等）的操作方法4.体会整个探究过程的科学性和合理性教学重点与难点教学重点1．如何提出实验方案并使实验方案合理可行2．如何测量加速度和提供并测量物体所受的恒力3．如何用图像法分析所测物理量间关系 教学难点1．如何对实验方案进行实施2．对实验数据的进行分析并得出结论教学方法控制变量法、实验观察法、图象法、教具准备打点计时器，纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小桶，细绳，砂，低压交流电源， 两根导线， 天平，刻度尺，砝码．教学过程环节师生互动导学投影考试说明：加速度与物体质量、物体受力的关系（实验、探究）Ⅱ实验探究能力要求：明确实验目的，理解实验原理和方法，控制实验条件会使用实验仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行一定的分析和评价。

能在实验中， 发现问题、 提出问题， 对解决问题的方式和问题的答案提出假设；能制定实验方案，对实验结果进行预测能运用学过的物理理论、实验方法和所给的实验仪器去解决问题，包括简单的设计性实验这部分内容属力学试验中的必考实验，是高考的重点和热点，考查要求的层次较高但学生对加速度的求解、平衡摩擦力、误差的分析、图像的分析、实验步骤、注意事项等出错较多，故得分较低，很有必要进行在学习引导学生自学，自主梳理填空，回答问题（学生自学实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、注意事项）1． 在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法方法实现2 点学点学点学点学学点学点学点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，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思考：还有哪些地方用到这种方法？2.用小车作为研究对象，通过在小车上增减砝码可以改变小车质量；在小车上挂一根细线，细线通过定滑轮拴一个小桶，小桶内可以放重物，这时小车受到的拉力大致是 小桶及重物的重力，我们可以通过改变小桶内的重物改变小车受到的拉力。

3. 如何根据现有器材测出（比较）小车的加速度? 用打点计时器方法一：测出初速度为零的匀加速直线运动的物体在t 时间内的位移x，则 x=1/2at2；方法二：在运动的物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度；方法三： 测出两个初速度为零的匀加速运动的物体在相同的时间内发生的位移x， 则 a∝x ；4.用打点计时器测加速度的方法和公式是什么? 逐差法或图像法5. 每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器，而且先通电再放小车．两点要求：（ 1）电火花计时器用的是220 伏高压电，注意安全 （2）不要使钩码落地，也不要使小车碰到滑轮6.怎样才能直观地反映出a 与 F 是否成正比呢? 借助图象， 用横轴表示拉力，用纵轴表示加速度，通过采集数据作a 一 F 图象 如加速度随拉力的变化图线是一条过原点的直线，就说明a与 F 成正比7.怎样才能直观地反映出a 与 m 是否反成比呢 ? 以 a 为纵坐标、 1／m 为横坐标建立坐标系，根据a-1／m 图象是不是过原点的直线，就能判断加速度以是不是与质量m 成反比作图像时，要使尽可能多的点子在直线上，不在直线上的点也要尽可能对称分布在直线两侧，其目的是在数据处理时尽量减少偶然误差。

8. 每次实验中均要求 M>>m ， 只有这样， 才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及砂桶的重力．在本实验中，M 保持不变，与mg(F)成正比，而实际加速度a 与 mg 成非线性，当M和 m均做匀加速运动时，可以得到gmMmamMMmgT当 M>>m 时，可近似认为小车所受的拉力T 等于 mg ．关系，且m 越大，图像斜率越小9.在小车运动过程中不可避免的要受到摩擦力的作用，这个摩擦力也会影响到小车的加速度，如何消除摩擦力的影响呢? 把木板没有定滑轮的一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡直至不挂砂桶的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止．同时每次改变M时，不再重复平衡摩擦力．(1) 当 M一定时， a～F图像；图像过原点时，表明平衡摩擦力合适，如图①；图像与a 轴截距为正数时，表明F＝0 时，小车就有加速度a＝a0，即长木板的倾角过大，如图②；图像与水平轴相交时，表明小车加上拉力F＝F0时，其加速度a＝0，即长木板的倾角过小或没有平衡摩擦力， 如图③ (2 ）当 F一定时， a～1M图像； 图像过原点时， 表明平衡摩擦力合适，如图①；图像与a 轴截距为正数时，表明1 M＝0、M →∞时，小车还有加速度a＝a0，即长木3 点测点测点测板的倾角过大，如图②；图像与水平轴相交时，表明小车加上拉力F 时，其加速度a＝0，即长木板的倾角过小或没有平衡摩擦力，如图③。

3）可以使用气垫导轨、光电门进行实验；数据处理的方法：可以不测出小车的加速度，而是根据初速度为零的匀加速直线运动在相同的时间内，位移之比等于加速度之比，通过测在相同时间内的位移求加速度之比，比较加速度之比与力之比或质量之比，从而得出结论课堂达标检测】【例 1】在《验证牛顿第二定律》的实验中，在研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中错误的是 ( ) A ．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B ．每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力C ．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D ．小车运动的加速度，可从天平测出装砂小桶和砂的质量m 及小车质量M ，直接用公式a= Mmg求出 (m>m 五、如何平衡摩擦力六、实验的注意事项教学反思。