人教版物理必修2第七章第六節(jié)《探究功與速度變化的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、教材分析 本節(jié)是人教版物理必修2第七章第六節(jié)的內(nèi)容，通過前面幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)建立了 重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的概念，知道了重力做功、彈力做功與重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間的關(guān)系。本 節(jié)內(nèi)容是前面兩節(jié)內(nèi)容的繼續(xù)，用做功與能量的關(guān)系探索另一種能量及其表達(dá)式：動(dòng)能。由于動(dòng) 能的問題比勢(shì)能復(fù)雜些，所以本節(jié)暫不直接涉及動(dòng)能，而是先找到一個(gè)與動(dòng)能密切相關(guān)的物理量 ---速度，先研究速度與功的關(guān)系。 本節(jié)內(nèi)容的主要目的是給學(xué)生增加實(shí)驗(yàn)探究與體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力，提高 學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的水平。本節(jié)內(nèi)容是尋求動(dòng)能表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)探究過程，下節(jié)內(nèi)容（動(dòng)能和動(dòng)能 定理）是尋求動(dòng)能表達(dá)式的理論探

2、究過程，本節(jié)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)探究為下節(jié)內(nèi)容的理論探究奠定了一 個(gè)實(shí)踐認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，起到很好的鋪墊作用，前后兩節(jié)內(nèi)容共同構(gòu)成了一個(gè)較為完整的體系。 課標(biāo)分析 （1）知識(shí)與能力：能夠領(lǐng)會(huì)探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。明確用一根橡皮筋 所做的功為單位簡化問題的思想方法，知道利用小車做勻速運(yùn)動(dòng)階段測(cè)量速度比較合理。 （2）過程與方法：能獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，會(huì)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理中 尋找W與v的關(guān)系。 （3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：讓學(xué)生經(jīng)歷自主探究、合作學(xué)習(xí)的情感體驗(yàn)。 學(xué)情分析 本節(jié)內(nèi)容是一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課，實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生以前有所接觸，如物理必修一中的“探究小車速 度隨

3、時(shí)間變化的規(guī)律”與“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。通過以前這一類探究實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)， 學(xué)生已經(jīng)具有一定的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的能力。尤其是紙帶 的處理已接觸多次，平衡摩擦力的必要性及基本方法學(xué)生也已了解，至于圖線處理時(shí)從關(guān)系不明 的曲線通過改變坐標(biāo)量轉(zhuǎn)化為關(guān)系較明朗的直線的方法在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”中也 曾接觸，學(xué)生有一定的基礎(chǔ)，但還是有一定的思維和操作難度，教學(xué)中應(yīng)注意合理的啟發(fā)。另外， 以前接觸的力都是恒力，而這一節(jié)牽涉到變力問題，這又是一個(gè)思維臺(tái)階，應(yīng)通過對(duì)話啟發(fā)學(xué)生 理解感悟?qū)⒆龉υ霰洞媲缶唧w功數(shù)值的巧妙之處。 教學(xué)設(shè)計(jì) （一）實(shí)驗(yàn)介

4、紹 1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄抗εc速度的變化關(guān)系。 我們知道，功是力在空間上的積累效應(yīng)， 是 一個(gè)過程量，而速度是一個(gè)狀態(tài)量，速度變化才是過程量，所以我們必須向?qū)W生交代清楚這一點(diǎn)，并指明當(dāng)我們研究力對(duì)原來靜止的物體做功時(shí)，速度變化的大小與物體獲得的速度在數(shù)值上是相同的。于是我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄苛?duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系。 2 .實(shí)驗(yàn)器材： 我們所需要的實(shí)驗(yàn)器材有：滑軌、橡皮筋、小車、、交流電源、電火花計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺、 坐標(biāo)紙3.實(shí)驗(yàn)原理： 由于我們要探究力對(duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，所以我們要想辦法來 測(cè)量出功與

5、速度的數(shù)值，進(jìn)而研究它們之間的關(guān)系。 通過上一節(jié)彈簧變力功的學(xué)習(xí)我們知道，當(dāng)橡皮筋伸長量按倍數(shù)增加時(shí)，功并不簡單地按倍 數(shù)增加，變力功一時(shí)無法確切測(cè)算。因此我們要設(shè)法回避求變力做功的具體數(shù)值，逐步引導(dǎo)學(xué)生 得出用一根橡皮筋做功記為W用兩根橡皮筋做功記為2W用三根橡皮筋做功記為3W。。。。從 而回避了直接求功的這種方法。在引導(dǎo)過程中，我將通過讓學(xué)生思考討論的方式尋求出這種方法， 并說出這種方法的巧妙之處及不選其他方法的理由。而不是直接把思路展示給學(xué)生，讓學(xué)生體驗(yàn) 思維的樂趣。 小車在橡皮筋的彈射下，先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，選哪些點(diǎn)來研究呢？理論上講選加速階段或勻速階

6、段的點(diǎn)都是可以的，選加速階段的點(diǎn)時(shí)，只要我們每次都從距第一 個(gè)點(diǎn)距離相同的位置處取點(diǎn)計(jì)算其瞬時(shí)速度即可，但相比取勻速階段的點(diǎn)來說，后者只需用任意 一段位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間相比即可求出彈力做功使小車獲得的速度，更方便。所以我們 取勻速階段的點(diǎn)來求速度。 （二）、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 備注 復(fù)習(xí) 1、前回我們探究了重力勢(shì)能和 1:重力做功，改變J物體的重力勢(shì) 由學(xué)生回 彈性勢(shì)能，請(qǐng)大家回想一下我們 能，我們通過重力做功來研究物體的 顧，了解學(xué) 的探究過程和方法。 重力勢(shì)能的表達(dá)式； 生對(duì)探究 2:彈力做功，改變彈簧的彈性

7、勢(shì)能， 方法的理 我們通過彈力做功來研究彈簧的彈 解有多深。 2、那么我們又該怎樣研究物體 性勢(shì)能的表達(dá)式。  的動(dòng)能表達(dá)式呢？ 引入 1、演示“玩彈弓”。 1、回憶童年，思考原理 學(xué)生興趣 一下子被 調(diào)動(dòng)起來， 2、播放視頻 2、對(duì)火箭的好奇 課堂氣氛 十分濃烈。 新課教學(xué) 師：引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過的實(shí) 1、設(shè)計(jì)實(shí) 驗(yàn)，根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 學(xué)生分組討論設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)方案 力殺 力殺 師：提出本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)方案 (1)探究過程中，我們是否

8、需 這里要培 要測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù) 養(yǎng)學(xué)生在 值？是否需要測(cè)出各次小車速 實(shí)驗(yàn)探究 度的具體數(shù)值？可以怎么做？ 前要養(yǎng)成 (2)每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉 學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，思考問題并 思考的習(xí) 伸的長度有什么要求？為什 回答。 慣。后了正 么？ 確的探究 (3)小車獲得的速度怎樣 思路，才會(huì) 計(jì)算？ 避免探究 (4)實(shí)驗(yàn)完畢后，我們用 的盲目性。 什么方法分析橡皮筋對(duì)小車作 的功和小車速度的關(guān)系？ 教師活動(dòng)：傾聽學(xué)生回答， 幫助學(xué)生解決疑難

9、，回答學(xué)生可 能提出的問題。 學(xué)生活動(dòng)： 教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí) 分組實(shí)驗(yàn)每四人一組。 驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生思考下面的問 小組內(nèi)討論解決老師提出的問 2、分組實(shí) 驗(yàn) 3、數(shù)據(jù)處 理(法1) 題： (1)小車在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到阻力，可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償？ (2)紙帶上的點(diǎn)距并不都是均勻的，應(yīng)該采用那些點(diǎn)距來計(jì)算小車的速度？為什么？ 教師活動(dòng)：巡視、指導(dǎo)，解答學(xué)生提出的問題，處理即發(fā)事件。重點(diǎn)指導(dǎo)一兩個(gè)組順利完成實(shí)驗(yàn)，以便后面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。 教師活動(dòng)：學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，并投影部分

10、學(xué)生設(shè)計(jì)的表格， 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中，并分析數(shù)據(jù)，看有什么發(fā)現(xiàn)。 提問：通過表格能反映彈力 題。 回答： (1)將木板稍稍傾斜一點(diǎn)，讓小車從斜面上滑卜來； (2)應(yīng)采用點(diǎn)距均勻的部分計(jì)算小車達(dá)到的最大速度。 學(xué)生活動(dòng)： 設(shè)U表格 學(xué)生討論得出：通過對(duì)表格中彈力做功W和小車獲得的速度v的關(guān)系分析，只能得到“彈力做功越多，小車獲得的速度越大”的結(jié)論。 學(xué)生：不能。若要更精確更直觀的反映它們的關(guān)系應(yīng)該作出功一一速度曲線。 學(xué)生活動(dòng)： 作功一一速度曲線圖 外與連鷹的關(guān)系圖規(guī) 5.00 400 IE」.]:"-/”:? R-.11；-T---*'3.；小畫

11、 Z. :二一二二二 *iWi —舂蕈肅［累列 做功V劑小車獲彳的速度v的定 量關(guān)系嗎？ 鹿上/ _5OflO.OQ匚.300小 速度 30 通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，提高學(xué)生動(dòng)手能力。 表揚(yáng)部分同學(xué)，激勵(lì)其他同學(xué)。 老師提問 師：好。請(qǐng)作功一一速度曲線圖。 教師強(qiáng)調(diào)作圖的注意事項(xiàng)

12、：坐標(biāo)軸的選取、比例的選定、畫圖時(shí)用平滑的曲線連接等。 投影展示某組學(xué)生作出的 功一一速度曲線。 提問：由圖線中可以看到它 們到底是哪一種關(guān)系？ 師：如何證明你們的猜測(cè)? 由于W尿口v的關(guān)系圖線不是一條直線，因此橡皮筋對(duì)小車做的功與小車獲得的速度關(guān)系不是正比例關(guān)系。 猜測(cè)可能是：W8V2、WV3…… 學(xué)生活動(dòng)： 學(xué)生思考討論得出：作W-—V2、WV3……圖像。若圖像W-—V2是直線就說明W與V2成正比；若圖像W一一V3是直線就說明W與V3成正比…… 學(xué)生活動(dòng)： 作功一一速度平方曲線 2、一 學(xué)生：由圖可知W與V成正比。 學(xué)生活動(dòng)： 觀察老師利用數(shù)表軟件進(jìn)行數(shù) 據(jù)

13、處理。 引導(dǎo)學(xué)生朝作功一一速度曲線圖上去想。體現(xiàn)老師的導(dǎo)向作用。 教師要放開，讓學(xué)生大膽猜想，獨(dú)立完成探究過程。 4、數(shù)據(jù)處 理（法2） ——禾U用 數(shù)表軟件 進(jìn)行數(shù)據(jù) 投影展示某組學(xué)生自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。 師：請(qǐng)將將數(shù)據(jù)填入表中并作圖 投影展示某組學(xué)生作出的 功速度平方曲線。 師：觀察圖線你能得到什 么？ 師：用手動(dòng)

14、方法處理數(shù)據(jù)很麻煩，若用電腦幫我們計(jì)算處理就要簡便得多了，當(dāng)要處理數(shù)據(jù)量越大越簡便。 請(qǐng)大家注意觀察并體會(huì)與上面處理過程的優(yōu)缺點(diǎn)。 教師活動(dòng)：讓學(xué)生分析本節(jié)課的誤差來源 教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié) 學(xué)生自己進(jìn)行誤差分析并交流 學(xué)生活動(dòng)： 認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自 己這節(jié)課的體會(huì)與卜來 有的學(xué)生可能會(huì)走彎路，甚至失敗，探究結(jié)果并不重要，重要的是讓學(xué)生親歷探究的過程。 教師應(yīng)該教學(xué)生去嘗試使用數(shù)表軟件，但并不要他們會(huì)用，  處理。 5、誤差分 析 6、、課堂總 結(jié)、點(diǎn)評(píng) 本節(jié)的內(nèi)容。 知道有這種處理方法，而且行之有效即可。 總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)

15、能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。 課后反思 1、思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本，本節(jié)課比較注重理解和應(yīng)用探究方法； 2、親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。沒有探究出結(jié)果，也是一種結(jié)果，本節(jié)課比較注重學(xué)生有沒有參與，而不是有沒有正確的結(jié)果。 效果分析 1.通過課前復(fù)習(xí)，由學(xué)生回顧，了解學(xué)生對(duì)探究方法的理解程度 2. 引入新課，調(diào)動(dòng)同學(xué)們的興趣，活躍課堂氣氛。 3. 引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，這里要培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究前

16、要養(yǎng) 成思考的習(xí)慣。有了正確的探究思路，才會(huì)避免探究的盲目性。 4. 通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，提高學(xué)生動(dòng)手能力。 5. 教學(xué)生去嘗試使用數(shù)表軟件，但并不要他們會(huì)用，知道有這種處理方法，而且行之有效即可。 觀評(píng)記錄1、本節(jié)課以火箭發(fā)射視頻引入，可以直接吸引學(xué)生的眼球,迅速激發(fā)起學(xué)生的興 趣,就以此為契機(jī)提出問題，完全以功與速度為關(guān)鍵詞進(jìn)行討論與探究。在數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)用坐標(biāo) 紙作圖，讓學(xué)生體會(huì)探究物理量間關(guān)系時(shí)“以直代曲”的思想。 通過這節(jié)課的教學(xué)也發(fā)現(xiàn)一些不足之處，比如課堂上學(xué)生動(dòng)手能力差異導(dǎo)致時(shí)間安排合理性 等問題，在今后的教學(xué)中要不斷的摸索與實(shí)踐，真正實(shí)現(xiàn)新課

17、堂學(xué)生的主體地位 觀評(píng)記錄2、在整個(gè)課堂教學(xué)過程中，學(xué)生始終保持了較高的參與度。在實(shí)驗(yàn)探索中主動(dòng)合 作，在歸納規(guī)律時(shí)積極發(fā)言，在觀看視頻時(shí)群情激奮。正是因?yàn)殚_展誘思探究課堂教學(xué)，使整個(gè) 課堂始終充滿了激情，使學(xué)生始終充滿了自信，使師生關(guān)系更加和諧，使課堂教學(xué)更加有效。 評(píng)測(cè)練習(xí)： 1、本節(jié)是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，探究的目的是（） A、探究力與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系 B、探究力與物體運(yùn)動(dòng)加速度的關(guān)系 C、探究力對(duì)物體做功與物體加速度變化的關(guān)系 D、探究力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系 2、對(duì)橡皮筋做的功來說，直接測(cè)量是有困難的，我們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的 解決，只需要測(cè)

18、出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功是第一次的多少倍，使用的方法是（） A、用同樣的力對(duì)小車做功，讓小車通過的距離依次是s、2s、3s……進(jìn)行第1次、第2次、第3 次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)物體做的功就是W、2W、3W…… B、讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次力為3F……實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì) 1條、2條、3條 小車做的功就是W、2W、3W…… C、選用相同的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當(dāng)用 同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)物體彳^的功就是W、2W、3W D、利用彈簧秤測(cè)量對(duì)小車的拉力F,利用直尺測(cè)量小車在力作用下移動(dòng)的距離s,便可以求出 每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車做的功，可控制為W、2W、3W…… 3、實(shí)驗(yàn)時(shí)，拖著紙帶的小車在橡皮筋作用下由靜止運(yùn)動(dòng)到木板底端，在此過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在 紙帶上打下的點(diǎn)距情況是（） A.始終是均勻的B.先減小后增大C.先增大后減小D.先增大后均勻不變 4.在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到的紙帶如圖所示，小車的運(yùn)動(dòng)情況可描述為： A、B之間為運(yùn)動(dòng)；CD之間為運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選來計(jì)算小車的速度V。 S~~IK?斗甲斗6可.7.2+7.2+工2+17） /ABC單位：mmS