實驗:探究加速度與力和質量的關系
(必修1)第四章第2節
實驗:探究加速度與力和質量的關系(第一課時)
山東省菏澤市成武縣一中 楊曉東
(一)引入新課
同學們先來看大屏幕,生活中我們見過這樣的情景:(先放課件,再解說一下)超載車,遇到險情時,在同樣的剎車力作用下難以停下來已釀成車禍;賽車安裝了強大的發動機比質量相仿的小汽車啟動快的多.根據這些情景,同學們能否年出物體運動狀態變化的快慢,也就是加速度的大小與什么物理量有關?誰來談一下自己的看法?學生:物體的加速度與物體受力和物體質量有關.受力一定時,質量越大加速度越小;質量一定時,受力越大,加速度越大.(學生若不說定性關系,可提示根據情景事實,告訴我們什么呢?)剛才這位同學回答的很好,不僅指出了加速度的相關因素,而且說明了加速度與力、質量的定性關系,然而物理學并不滿足于這樣定性的描述,我們還想知道,物體的加速度與它的受力、它的質量有什么定量關系?誰來發表自己的觀點?
(二)--
1.猜想假設
(生):a∝f、a∝1/m
(師):你是根據什么這樣猜想的呢?
(生):同前面的定性分析,物體受力越大,加速度越大;物體質量越大,加速度越小。
(師):受力越大,加速度越大;質量越大,加速度越小,也不一定a∝f、a∝1/m,你還能想象出其他的什么形式? a∝f2、a∝1/m2或其它情況。很好,同學們能放開思維進行大膽的猜想,頗有物理學大師的風范,了不起,可是同學們,你將通過什么方式去檢驗你的猜想呢?
2.研究方法
(生):通過實驗檢驗猜想
(師):可這里有三個物理量a、f、m,如何研究三個變量之間關系比較好呢?
(生):先保持m一定,研究a、f的關系
再保持f一定,研究a、m的關系
(師):很好,這就是實驗的兩個基本思路,我們把這種方法稱為(控制變量法),大家看這是控制變量法的定義。其實初中我們也用過這種方法,同學們能否回憶一下什么地方用過這種方法。
(生):研究物質的密度與質量和體積的關系,以及通過導體的電流與電壓和電阻的關系。
(師):很好,今天這堂課我們只研究第一種思路,保持m一定進,探究a與f的關系,而且只檢驗a∝f;這種最簡單的形式是否正確好吧!有興趣的同學可以在課下依據實驗數據去檢驗其它的形式!顯見測量a與f就成為本實驗的關鍵了!
3.方案探究
(師):猜想假設與實驗的基本思路都有了,我們應該去尋求具體的方案來檢驗我們的猜想。現在請同學們打開講義,看一下自主探究指南卡上面的幾個問題,然后帶著這幾個問題去閱讀教材77頁“制定實驗方案時的兩個問題”直到78頁上邊的“參考案例”,了解一下書中告訴了我們什么樣的實驗方案,讀完書后同學們可以試用一下桌上的實驗儀器,自行設計實驗步驟和數據記錄表格,組內同學相互交流完成后,由各組組長匯集一下本組的方案及觀點,并給大家介紹一下。哪個小組有了主意,及時舉手向老師示意一下,好現在開始!
(中間隔上3-5分鐘)
(師):同學們完成的怎么樣拉?哪個小組先來把你們小組交流的內容讓大家分享一下,第一小組先來把你們小組交流的內容讓大家分享下,首先請你回憶一下與加速度相關的公式?