高中物理-实验：探究功与速度变化的关系教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE第五章、机械能及其守恒定律第六节探究功与物体速度变化的关系【教材分析】本节是人教版物理必修2第七章第六节的内容，通过前面几节内容的学习，学生已经建立了重力势能、弹性势能的概念，知道了重力做功、弹力做功与重力势能、弹性势能之间的关系。本节内容是前面两节内容的继续，用做功与能量的关系探索另一种能量及其表达式：动能。由于动能的问题比势能复杂些，所以本节暂不直接涉及动能，而是先找到一个与动能密切相关的物理量速度，先研究速度与功的关系。【教学目标】（一）知识与技能1、能够领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路。2、明确用一根橡皮筋所做的功为单位简化问题的思想方法，知道利用小车做匀速运动阶段测量速度比较合理。（二）过程与方法1、能独立进行实验操作，会采集实验数据

。2、能够对实验数据进行分析与处理中寻找与的关系。（三）情感态度与价值观让学生经历自主探究、合作学习的情感体验。【教学对象分析】本节内容是一节实验探究课，实验探究学生以前有所接触，如物理必修一中的“探究小车速度随时间变化的规律”与“探究加速度与力、质量的关系”。通过以前这一类探究实验的学习，学生已经具有一定的实验方案设计能力、实验动手操作能力及实验数据处理的能力。尤其是纸带的处理已接触多次，平衡摩擦力的必要性及基本方法学生也已了解，至于图线处理时从关系不明的曲线通过改变坐标量转化为关系较明朗的直线的方法在“探究加速度与力、质量的关系”中也曾接触，学生有一定的基础，但还是有一定的思维和操作难度，教学中应注意合理的启发。另外，以前接触的力都是恒力，而这一节牵涉到变力问题，这又是一个思维台阶，应通过对话启发学生理解感悟将做功增倍代替求具体功数值的巧妙之处。【教学重难点】教学重点：本节教学内容的重点是实验方案的设计教学难点：难点是通过对实验数据的分析得出功与物体速度变化的关系。【教具和学具准备（一）演示器材，多媒体辅助教学（二）长木板、橡皮筋、小车、砝码、交流电源、电火花或电磁打点计时器、纸带、刻度尺、坐标纸【教学模式】为了突出教学重点，突破难点，体现新课标“以人为本，主动发展”的教学理念，突出学习的“再创造”，构建学生主动的学习活动过程，在教学策略上我采用：创设问题情境————学生自主探究——辨析与研讨——反思与评价组成的“四环节”探究式教学策略。自主、合作、探究式学习方式，平等和谐的师生对话方式展开教学【教学流程】【教学过程】步骤教师活动学生行为方式方法预期目标设计思路1导入：演示弹弓观看视频情景导入开发身边的事例成为教学的资源，激发兴趣，引入新课：2提问：弹丸为什么能够发射出去？回答：弹弓对弹丸做了功。思考总结开发学生自主学习的能力3演示：扔出纸团提问：纸团的动能是怎么获得的，观察、思考回答：橡皮绳的力对纸团做了功观察思考强化概念4引导：由以上几个例子，不难得出，力对物体做功，物体动能发生了变化，但是我们现在还不能直接研究做功与动能间的关系，不过动能与速度密不可分。问：如果使纸团的速度再大些，应该怎么办？听讲思考回答：使橡皮筋拉得更长些引导学习引出课题5问：如果使橡皮筋的条数增加一倍，在拉伸长度相等的情况下，橡皮绳对纸团做的功就变为原来的……设疑：那速度变为原来的……观察，思考回答1：2倍回答：（2倍）思考回答设疑6引导：刚才有同学说，做功与速度成正比，能轻易这样说吗？还有其它可能性吗？思考回答：也有其它可能性，功还可能与v2、v3、1/v成正比思考总结引出问题7问：我们用什么方法来探究他们的关系。引导：只要用实验测出力对物体做的功与其速度对应关系，就可以来研究板书：W1、V1W2、V2思考回答：实验法思考总结引导学生找出解决问题的途径8问：大家想不想自己设计实验来探究一下实验室提供以下器材投影：器材说明：1、为简单：质量一定，初速度为02、功的确定：可以是恒力，也可是变力3、速度测量：打点计时器，光电门要求：可互相讨论，也可对立思考，将设计好的方案用草图的形式画在白纸上1、回答问题：2、认真听讲3、设计实验合作探究激发学生敢于挑战欲望，训练学生体验设计的一般过程，培养学生合作意识，创新精神，9要求：请一些同学将你设计好的实验方案画在黑板上引导：通过大家的认真思考，大家设计出了多种方案，多数是恒力做功，其中橡皮筋弹射是变力做功，在日常生活中变力做功更普遍，也更复杂，今天我们就用橡皮筋弹射实验来具体探究做功与速度变化的关系。展示、介绍设计思路听讲能力展现训练语言表达、逻辑思维能力10引导：实验方案有什么改进和不足之处，你有什么困难？学生思考回答1解决摩擦力问题2功的计算问题3速度计算问题4小车不做直线运动思考分析师生互动，解决困难11要求：请各组同学进行试验，大家分工合作，相互配合，将数据记录在表格中。进行试验记录数据能力展现培养学生动手操作能力、提高实验操作技能12问：每组同学都得出了六组数据，其中包括一组特殊的数据0和0，你能从W与V的数据中看出它们的关系吗？问：用什么方法使它们的关系更直观？要求：下面请同学们以W为横轴，V为纵轴，将图像画在坐标纸上，试试看回答1：不能回答2：图像法合作探究训练学生发现问题、力13引导：画出的图形有什么特点思考回答：类似抛物线合作探究发现问题，合理推理的能力14要求：请同学们以W为横轴，V2为纵轴，将图像画在坐标纸上，试试看引导：画出的图形有什么特点思考回答：过原点的直线总结提升训练学生解决问题的能15引导：刚才同学们实用手工来处理数据，我们还可以用我们学过的计算机技术，鼠标处理软件excel来处理，我来示范一下，请把数据给我，演示：计算机处理数据说明：这样处理更简洁，直观观看学习自主学习复习计算机处理数据，体会其优点。16课后思考：你能用学过的知识通过理论推导的方法得出功与速度变化的关系吗？记录作业复习巩固寻找新的途径解决问题【教学设计说明】探究性实验是以获取物理新知识为目的的教学方式，所以安排在学习新知识之前，这样就比验证性实验的难度要大，其中难就难在要确立哪些物理量之间的关系上。学生需要在类比、推理的前提下，确立自己研究的课题和方法。首先在老师所设置问题的引导下，逐步展现问题并思考实验的大体方案。然后根据方案设计实验步骤，并分析步骤中的注意事项，尤其是处理数据的方法，图像法使物理量之间的关系直观，好判断。2010东昌府区2010东昌府区教学能手评选第五章、机械能及其守恒定律66探究功与物体速度变化的关系2010-6-22本节内容是一节实验探究课，实验探究学生以前有所接触，如物理必修一中的“探究小车速度随时间变化的规律”与“探究加速度与力、质量的关系”。通过以前这一类探究实验的学习，学生已经具有一定的实验方案设计能力、实验动手操作能力及实验数据处理的能力。尤其是纸带的处理已接触多次，平衡摩擦力的必要性及基本方法学生也已了解，至于图线处理时从关系不明的曲线通过改变坐标量转化为关系较明朗的直线的方法在“探究加速度与力、质量的关系”中也曾接触，学生有一定的基础，但还是有一定的思维和操作难度，教学中应注意合理的启发。另外，以前接触的力都是恒力，而这一节牵涉到变力问题，这又是一个思维台阶，应通过对话启发学生理解感悟将做功增倍代替求具体功数值的巧妙之处。本节课采用实验探究，利用了多种教学方法，如自学阅读、讨论、分组实验、以及教师的演示和多媒体的灵活应用，充分调动了学生学习的积极性，学习效果显著，是一节科学高效的课。本节是人教版物理必修2第七章第六节的内容，通过前面几节内容的学习，学生已经建立了重力势能、弹性势能的概念，知道了重力做功、弹力做功与重力势能、弹性势能之间的关系。本节内容是前面两节内容的继续，用做功与能量的关系探索另一种能量及其表达式：动能。由于动能的问题比势能复杂些，所以本节暂不直接涉及动能，而是先找到一个与动能密切相关的物理量速度，先研究速度与功的关系。本节内容的主要目的是给学生增加实验探究与体验的机会，培养学生实验探究的能力，提高学生理论联系实际的水平。本节内容是寻求动能表达式的实验探究过程，下节内容（动能和动能定理）是寻求动能表达式的理论探究过程，本节内容的实验探究为下节内容的理论探究奠定了一个实践认识基础，起到很好的铺垫作用。评测练习1.关于探究功与速度变化的关系实验中,下列叙述正确的是()A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应该尽量使其水平D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出2.在做“探究功与速度变化关系”的实验时,下列说法正确的是()A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度3.在本节实验中,小车会受到阻力,但可使木板倾斜作为补偿.则下列操作正确的是()A.放开小车,能够自由下滑即可B.放开小车,能够匀速下滑即可C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可4.在“探究力对物体做功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变,这样每次()A.做的功一样B.每条橡皮筋产生的弹性势能相同C.产生的动能相同D.产生的重力势能相同5.对于橡皮筋做的功来说,直接测量是有困难的.我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决,只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍,具体做法是()A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次为x、2x、3x……,力对小车做的功就是W、2W、3W……B.让小车通过相同的距离,第1次力为F、第2次力为2F、第3次力为3F……,力对小车做的功就是W、2W、3W……C.选用同样的橡皮筋,在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致,当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时,橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W……D.利用弹簧测力计测量对小车的拉力F,利用刻度尺测量小车在力F作用下移动的距离x,便可以求出每次实验中力对小车做的功,可控制为W、2W、3W……6.在“探究功与速度变化的关系”的实验中,得到的纸带如图所示,小车的运动情况可描述为A、B之间为运动,C、D之间为运动,应选来计算小车的速度v.

7.在做“探究功与速度变化的关系”的实验时,小车的质量为m,使用橡皮筋6根,每次增加1根,实验中W、v、v2的数据已填在表格中.W/条v/(m·QUOTEs-1s-1v2/(m2·QUOTEs-2s-200010.800.6421.101.2131.281.6441.532.3451.763.1061.893.57(1)试在图甲、乙中作出图象.(2)从图象可以得出的实验结论是.

探究性实验是以获取物理新知识为目的的教学方式，所以安排在学习新知识之前，这样就比验证性实验的难度要大，其中难就难在要确立哪些物理量之间的关系上。学生需要在类比、推理的前提下，确立自己研究的课题和方法。首先在老师所设置问题的引导下，逐步展现问题并思考