教学设计探究功与速度变化的关系

1、教学设计（一）实验介绍1. 实验目的：本实验的实验目的是探究功与速度的变化关系。我们知道，功是力在空间上的积累效应，是一个过程量，而速度是一个状态量， 速度变化才是过程量， 所以我们必须向学生交代清楚这一点， 并指明当我们研究力对原来静止的物体做功时，速度变化的大小与物体获得的速度在数值上是相同的。于是我们的实验目的为探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系。2. 实验器材：我们所需要的实验器材有：滑轨、橡皮筋、小车、交流电源、电火花计时器、纸带、刻度尺、坐标纸3. 实验原理：由于我们要探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，所以我们要想办法来测量出功与速度的数值，进而研

2、究它们之间的关系。通过上一节弹簧变力功的学习我们知道，当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算。因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，逐步引导学生得出用一根橡皮筋做功记为 W用两根橡皮筋做功记为 2W用三根橡皮筋做功记为3Woooo从而回避了直接求功的这种方法。 在引导过程中，我将通过让学生思考讨论的方式寻求出这种方法， 并说出这种方法的巧妙之处及不选其他方法的理由。而不是直接把思路展示给学生，让学生体验思维的乐趣。小车在橡皮筋的弹射下，先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动，选哪些点来研究呢？ 理论上讲选加速阶段或匀速阶段的点都是可以的，选加速阶段的点时，

3、只要我们每次都从距第一个点距离相同的位置处取点计算其瞬时速度即可，但相比取匀速阶段的点来说，后者只需用任意一段位移与发生这段位移所用时间相比即可求出弹力做功使小车获得的速度，更方便。所以我们取匀速阶段的点来求速度。（二）、教学过程教学环节教师活动学生活动备注复习1、前面我们探究了重力势能和 弹性势能，请大家回想一下我们 的探究过程和方法。1 :重力做功，改变了物体的重力势 能，我们通过重力做功来研究物体的 重力势能的表达式；由学生回 顾，了解学 生对探究2、那么我们又该怎样研究物体的动能表达式呢？2 :弹力做功，改变弹簧的弹性势能，我们通过弹力做功来研究弹簧的弹 性势能的表达式。方法的理解有多

4、深。引入1、演示“玩弹弓”。2、播放视频1、回忆童年，思考原理2、对火箭的好奇学生兴趣 一下子被 调动起来， 课堂气氛 十分浓烈。新课教学1、设计实验方案师：引导学生用学过的实验，根据新的实验目的设计实验 万案师：提出本节课的实验方案(1)探究过程中，我们是否需 要测出橡皮筋做功的具体数 值？是否需要测出各次小车速 度的具体数值？可以怎么做？(2) 每次实验中橡皮筋拉 伸的长度有什么要求？为什 么？(3) 小车获得的速度怎样 计算？(4) 实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车作 的功和小车速度的关系？教师活动：倾听学生回答， 帮助学生解决疑难，回答学生可 能提出的问题。学生分组讨论设计自

5、己的实验 万案学生认真阅读教材，思考问题并 回答。这里要培 养学生在 实验探究 前要养成 思考的习 惯。有了正 确的探究 思路，才会 避免探究 的盲目性。第8页2、分组实验3、数据处理（法1）通过学生 分组实验， 培养团结 协作的团 队精神，提 高学生动 手能力。学生活动：设计表格学生讨论得出：通过对表格中弹 力做功W和小车获得的速度 v的关系 分析，只能得到“弹力做功越多，小车 获得的速度越大”的结论。学生：不能。若要更精确更直观的反映它们的关系应该作出功一一速度曲线。表扬部分 同学，激励 其他同学。教师活动：指导学生分组实 验，并引导学生思考下面的问 题：（1）小车在木板上运动时 会受到阻

6、力，可以采用什么方法 进行补偿？（2）纸带上的点距并不都 是均匀的，应该采用那些点距来 计算小车的速度？为什么？教师活动：巡视、指导，解 答学生提出的问题，处理即发事 件。重点指导一两个组顺利完成 实验，以便后面实验数据的处 理。教师活动：学生实验完毕后，指导学生进行数据处理。指导学生设计实验数据表格，并投影部分学生设计的表 格，将实验数据填入表格中，并 分析数据，看有什么发现。学生活动：分组实验每四人一组。小组内讨论解决老师提出的问 题。回答：（1）将木板稍稍倾斜一点，让 小车从斜面上滑下来；（2）应采用点距均匀的部分计 算小车达到的最大速度。学生活动：作功一一速度曲线图提问：通过表格能反映

7、弹力做功W和小车获得的速度v的定量关系吗？师：好。请作功一一速度曲 线图。教师强调作图的注意事项： 坐标轴的选取、比例的选定、画 图时用平滑的曲线连接等。由于W和v的关系图线不是直线,因此橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度关系不是正比例关系。老师提问 引导学生 朝作功一 速度曲 线图上去 想。体现老 师的导向 作用。猜测可能是：Wx v2、W V3 学生活动：学生思考讨论得出：作 W- v2、32投影展示某组学生作出的功一一速度曲线。Wv图像。若图像 Wv是 直线就说明 W与v2成正比；若图像 W v3是直线就说明 W与v3成正 比提问：由图线中可以看到它们到底是哪一种关系？学生活动：作功一一

8、速度平方曲线师：如何证明你们的猜测?功与速度平方的关乐田竣学生：由图可知 W与v2成正比。学生活动：教师要放开，让学生大胆猜想，4、数据处理（法2）投影展示某组学生自行设 计的实验数据表格。师：请将将数据填入表中并 作图投影展示某组学生作出的功速度平方曲线。师：观察图线你能得到什 么？师：用手动方法处理数据很 麻烦，若用电脑帮我们计算处理 就要简便得多了，当要处理数据 量越大越简便。请大家注意观察并体会与 上面处理过程的优缺点。教师活动：让学生分析本节 课的误差来源观察老师利用数表软件进行数据处理。学生自己进行误差分析并交流学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会与下来独立完成 探究过程。有的学生 可能会走 弯路，甚至 失败，探究 结果并不 重要，重要 的是让学 生亲历探 究的过程。教师应该 教学生去 尝试使用 数表软件，利用 数表软件 进行数据 处理。5、误差分 析6、课