《教学设计方案探究功与物体速度变化的关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教学设计方案探究功与物体速度变化的关系（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、教案设计-7.6 探究功与物体速度变化的关系 江西省吉水县第二中学 李拥军【设计思想】1、围绕实验设计、实验操作与实验数据处理三个环节引导学生展开探究过程。通过小组讨论、动手实验和实验数据处理等一系列活动激发学生主动参与的积极性和和学习的热情。教师根据知识发生、发展与变化的过程通过穿针引线的方式积极引导学生进行探索性学习，努力激发学生学习的兴趣，培养学生探究发现和合作学习的能力。2、采用“问题讨论实验归纳”的探究性教案模式，使学生在获得知识的同时，学会科学研究的方法，经历伴随着探究活动的深入而产生的情感体验。【教材分析】在前面几节内容中，已经成功地建立了重力势能的概念，清楚了重力的功与重力势能
2、改变量间的关系，也探究了弹性势能的表达式。那么，力对物体所做的功与物体的动能间又有什么关系呢？应该从什么途径出发进行研究呢？显然，既可以从已有知识出发通过逻辑推导的方法进行研究，也可以通过实验的方式进行探究。引入“探究功与物体速度变化的关系”的目的就在于给学生增加探究与体验的机会，提高理论联系实际的水平，并有效地促使学生在探究中开阔思路，在分析问题和处理问题的过程中提高探究问题的水平。因此，本节内容从实验的方向进行探究。对教师来说，这是一节较难驾驭的内容，无论从教案设计，还是实验准备来说，都有相当的难度。教师要积极创造条件，让学生亲身经历实验探究的过程。本节内容的设计中，采用橡皮筋拉小车，使小
3、车获得动能的过程中，探究橡皮筋做的功与小车速度变化的关系。由于橡皮筋的弹力随其长度改变量间的关系是非线性的，因而橡皮筋对小车的功无法用现成的公式进行计算。本实验的精妙之处就在于巧妙地回避了功的计算。因为如果一条橡皮筋对小车做功为时，两条橡皮筋对小车做的功就是2W，三条橡皮筋对小车做功为3W，依次类推，各次实验中橡皮筋对小车的功都可以用的倍数来表达，再利用打点计时器来测定各次实验中小车的速度，根据一系列橡皮筋的功和与之对应的小车速度的测量值即可找出功与物体速度变化间的关系。从本章知识的整个体系来说，本节教材只是为下一节“动能和动能定理”的理论推导奠定一个认识基础，在教案中应灵活把握。通过“探究功
4、与物体速度变化的关系”的实验，也可以有效地促使学生在学习动能定理后能比较深刻地认识到动能定理不仅对恒力做功的条件下成立，在变力做功的情况下也是成立的。【学情分析】学生在本章的前几节内容中，已经初步树立了功是能量变化的量度的观念。那么，力对物体所做的功与物体动能的改变量间存在着什么关系呢？这是学生急待解决的问题。引入“探究功与物体速度变化的关系”这节内容正所谓急学生所急，但如果运用恒力做功的方式来探究功与物体速度变化间的关系，可能会使学生产生审美疲劳，因为我们在“探究加速度与力、质量的关系”时已经用过这套实验装置。现在，选择利用橡皮筋的拉力做功来探究功与物体速度变化间的关系，不仅考虑到这样处理容
5、易使学生产生新鲜感，进而产生探究的兴趣，也因为变力做功对实际问题来说更具有普遍性。这样的设计思路，把不便于用公式进行计算的橡皮筋对小车的弹力的功通过思维的变换，用改变橡皮筋条数，保持小车在相同距离的条件下，弹力做功的大小与橡皮筋的条数成正比来取代，这是一种极其巧妙地思路，也是一种很好地进行科学探究的思维方法。同时，也非常符合中学生的认知特点，对开阔学生的视野，提高科学素养等方面都会产生积极的影响。【教案目标】知识与能力1、练习使用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。能独立进行实验操作，会采集实验数据2、利用纸带打点计时器、橡皮筋、小车探究功与物体速度变化的关系。3 、能够对实验数据进行分析
6、与处理，学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。4、通过探究出了做功与速度变化的关系，找出动能与速度的关系了。5、能够领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路。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。过程与方法 通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。 情感、态度与价值观 通过实验探究，让学生经历自主探究、合作学习的情感体验，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。 【教案重点】本节教案内容的重点是实验方案的设计与筛选，学习探究功与速度变化关系
7、的物理方法，并会利用图象法处理数据。【教案难点】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。【教案策略与手段】教师在本节课的授课中难以驾驭的是如何引导学生进行积极地思考，使学生既能发挥创造性思维，也能够围绕本节的重点把探究活动深入下去。因此，本教案设计中，采用学生分组实验的方法。在教师适当的引导下，通过学生自主探究和合作学习的方式展开教案过程，努力使学生在经历探究的过程中，增强问题研究的意识，提高分析问题和解决问题的能力。【教案方法】实验观察法、图象法、迁移法。 【课前准备】1、学生分组实验器材的准备准备6组实验）小车前端带小钩，选择有轮缘的轮子，以尽可能保证小车作直线运动）； 10
8、0g200g的砝码；可以调节倾斜程度的叠加木板轨道、并在轨道一端适当位置固定一个用于固定橡皮筋的钉子；电火花计时器及纸带； 6根等长的橡皮筋，刻度尺，铁夹等。2、教师辅助教案资料两把儿童飞镖玩具，；PPT课件；导学材料。合作探究评价标准表.3、有关器材的选择1）橡皮筋的选择从本实验的设计思路看，橡皮筋的选择是关键。本实验要求用相同规格的橡皮筋，但市场上常见的橡皮筋圈）粗细不一，一致性差，不同橡皮筋圈）之间的弹力差异也比较大。而且由于橡皮橡皮筋比较粗，弹力偏大，当实验中橡皮筋的数目增至4根以上时，弹力过大，纸带上打出的点数过少，以致找不出小车作匀速运动时所打出的点。因此，市场上常见的橡皮筋圈）并
9、不适合用在本实验中。现在，市场上可找到的横断面为圆形、单根半径约为0.7mm的橡皮筋比较适合于本实验。选择橡皮筋时，应该让学生参与进来，这是提高学生分析解决实际问题能力的好机会。2）实验装置的安装如图所示，先固定好电火花计时器，将6根等长的、长度约为62cm的同规格的橡皮筋固定于斜轨道一端的钉子上，使橡皮筋处于自然长度。实验中，橡皮筋的长度、电火花计时器与钉子间的距离要视橡皮筋的具体情况做适当的调整，保证在橡皮筋的弹性限度内，并且有适当的伸长量，方便提高测量的精确度。3）实验操作情况控制小车质量约200g，当实验中加到多条橡皮筋时，由于小车的运动速度过大，纸带上打出的点数就可能太少，从而难以选
10、择合适的点来计算小车的速度。为此，可在小车上加100g200g的砝码。这样，实验时可以依次加到6根橡皮筋，打出6条纸带，在用图象法进行数据处理时，包括开始点速度为零的点，即坐标原点），就有7个点，在描绘曲线时也比较容易判断曲线的函数特征。4）组建自主探究小组，6人组成一个探究小组，组长分配分工实验探究任务，指挥本组操作，各组员明确自己的职责，分工合作，协商解决出现的问题。【教案过程】。男同学把橡皮筋拉长点，同时松手把飞标弹射出去。其它同学注意观察，看到什么不同的现象？引导学生思考: 同学们看到什么不同的现象？橡皮筋伸长,产生弹力,在形变恢复的过程中,对飞镖做了功。另一方面, 飞镖离开橡皮筋获得
11、速度。请猜想: 飞镖离开橡皮筋的速度与哪些因素有关?(让学生根据已有的生活经验,小组讨论,尽量多地回答,如橡皮筋的拉长量、劲度系数、飞镖的质量、空气阻力 3.生活中的物理现象给了我们什么启示？展示生活现象中相关的图片：第1幅，弹弓弹射物体时把皮筋拉得长长的第2幅，骑车时运动员都拼命蹬车，第三、四幅，运动员奋力把球打出去。同时引导学生思考得到什么启示？4.概括学生的回答,总结探究功与物体速度变化的定性关系。1）为对物体做功的同时使物体速度变化了2）做的功越多，速度变化越快 。、小车、电火花打点计时器、纸带若干、橡皮筋若干多媒体投影在探究时我们要解决一些技巧性的预习思考题题：1.橡皮筋所做的功是不
12、是我们所探究的问题中的哪个功呢？怎样消除摩擦力的影响？2.怎样测量不同橡皮筋对物体所做得功？怎样保证每条橡皮筋做功相同？3.小车如何运动？应该取纸带上哪些点的间距来计算小车的速度?4根据测出的数据怎样建立图象？是否可以用W-S图像代替W-V图像？学生积极回答,老师肯定学生的正确之处,科学地进行评价。 三.分组实验，合作探究1、每6人组成一个探究小组，组长分配分工实验探究任务，指挥本组操作，各组员明确自己的职责，分工合作，确定实验步骤，协商解决出现的问题。 2、老师指导操作.A器材安装： 计时器固定时，不能放偏，要考虑皮筋原长和伸长量因素3）橡皮筋长度要尽量保持一致4）如何平衡摩擦力？怎么知道已经平衡掉了?B.操作时：1）合作的组员可以把先处理打好的纸带，及时测量数据2）选哪些点来测量？要求点迹清析，同直线，间隔相等）3）可以取多点间距求平均值。4）读数时，应该读到哪一位？合理单位是什么？5）有几位有效数字？C.作图提示：1）合作的组员可以先在坐标纸上选适当的标度建坐标系。2）连线时，怎样拟分各位标点。3）作哪几个探究图象？3、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。 四学生展示探究成果，交流
