1、.5.6 探究功與速度變化的關系【教材版本】普通高中課程標準實驗教科書（人民教育版）必修物理2【設計思想】1、圍繞實驗設計、實驗操作與實驗數(shù)據(jù)處理三個環(huán)節(jié)引導學生展開探究過程。通過小組討論、課件演示、動手實驗和實驗數(shù)據(jù)處理等一系列活動激發(fā)學生主動參與的積極性和和學習的熱情。教師根據(jù)知識發(fā)生、發(fā)展與變化的過程通過穿針引線的方式積極引導學生進行探索性學習，努力激發(fā)學生學習的興趣，培養(yǎng)學生探究發(fā)現(xiàn)和合作學習的能力。2、采用“問題討論實驗歸納”的探究性教學模式，使學生在獲得知識的同時，學會科學研究的方法，經歷伴隨著探究活動的深入而產生的情感體驗?！窘滩姆治觥?、知識結構分析 從本章知識的整個體系來說，

2、本節(jié)教材只是為下一節(jié)“動能和動能定理”的理論推導奠定一個認識基礎，在教學中應靈活把握。2、知識發(fā)生發(fā)展過程分析在前面幾節(jié)內容中，已經成功地建立了重力勢能的概念，清楚了重力的功與重力勢能改變量間的關系，也探究了彈性勢能的表達式。那么，力對物體所做的功與物體的動能間又有什么關系呢？應該從什么途徑出發(fā)進行研究呢？顯然，既可以從已有知識出發(fā)通過邏輯推導的方法進行研究，也可以通過實驗的方式進行探究。3、知識學習意義分析引入“探究功與物體速度變化的關系”的目的就在于給學生增加探究與體驗的機會，提高理論聯(lián)系實際的水平，并有效地促使學生在探究中開闊思路，在分析問題和處理問題的過程中提高探究問題的水平；也可以有

3、效地促使學生在學習動能定理后能比較深刻地認識到動能定理不僅對恒力做功的條件下成立，在變力做功的情況下也是成立的。因此，教師要積極創(chuàng)造條件，讓學生親身經歷實驗探究的過程。4、教學建議與學法指導 本節(jié)內容的設計中，采用橡皮筋拉小車，在使小車獲得動能的過程中，探究橡皮筋做的功與小車速度變化的關系。由于橡皮筋的彈力隨其長度改變量間的關系是非線性的，因而橡皮筋對小車的功無法用現(xiàn)成的公式進行計算，本實驗的精妙之處就在于巧妙地回避了功的計算。教學中應放手讓學生自主探究，注重過程和方法而不要太看重結果。【學情分析】1、原有知識發(fā)展分析學生在本章的前幾節(jié)內容中，已經初步樹立了功是能量變化的量度的觀念。那么，力對

4、物體所做的功與物體動能的改變量間存在著什么關系呢？這是學生迫切想搞清楚的問題。2、原有知識結構分析高一的學生對運動學和力學已經有了一定深度的認識，同時在研究加速度與力和加速度與質量的關系的實驗中已經接觸了實驗數(shù)據(jù)的采集和處理等實驗分析方法。3、非認知因素分析 在進行“探究功與速度變化的關系”實驗教學時，如果運用恒力做功的方式來探究功與物體速度變化間的關系，可能會使學生產生審美疲勞，因為我們在“探究加速度與力、質量的關系”時已經用過這套實驗裝置?，F(xiàn)在，選擇利用橡皮筋的拉力做功來探究功與物體速度變化間的關系，不僅考慮到這樣處理容易使學生產生新鮮感，進而產生探究的興趣，也因為變力做功對實際問題來說更

5、具有普遍性。同時，也非常符合中學生的認知特點，對開闊學生的視野，提高科學素養(yǎng)等方面都會產生積極的影響?！窘虒W目標】1、知識與能力（1）能夠領會探究功與物體速度變化的關系實驗的設計思路。（2）明確用一根橡皮筋所做的功為單位簡化問題的思想方法。（3）知道利用小車做勻速運動階段測量速度比較合理。2、過程與方法（1）能獨立進行實驗操作，會采集實驗數(shù)據(jù)。（2）能夠對實驗數(shù)據(jù)進行分析與處理并尋找W與v的關系。3、情感態(tài)度與價值觀讓學生經歷自主探究、合作學習的情感體驗?！局攸c難點】1、教學重點學習探究功與速度變化關系的物理方法，并會利用圖象法處理數(shù)據(jù)。2、教學難點實驗數(shù)據(jù)的處理方法圖象法?！窘虒W環(huán)境】1、教

6、學地點：實驗室。2、學生分組實驗器材的準備（若干組）：（1）帶滑輪的小車（車一端固定一小鉤，另一端夾一個夾子）（2）100g-200g的砝碼（3）用鋁合金軌道作成的斜軌道、并在斜軌道的一端的兩側適當位置對稱的固定兩個用于固定橡皮筋的鐵夾子（4）電火花打點計時器及紙帶（5）毫米刻度尺（6）6根等長的長度約62cm的同規(guī)格的，兩端分別系有兩個小鉤的橡皮筋（7）拴有細線的重錘（8）坐標紙（9）計算機、實物投影儀3、教師輔助教學資料：PPT課【教學過程】（一）引入課題教師活動：前面幾節(jié)課研究了重力做功與重力勢能的關系，從而確立了重力勢能的表達式，研究了彈力做功與彈性勢能的關系，從而確立了彈性勢能的表達

7、式。問題：重力做功與重力勢能有什么關系？重力勢能的表達式是什么？彈力做功與彈性勢能有什么關系？彈性勢能的表達式是什么？思考：外力做功與動能變化有什么關系？如何確立動能的表達式?學生活動：回答思考并問題。設計意圖：復習舊知識，提出新問題。教師活動：演示 “彈弓”， 橡皮筋伸長，產生彈力，在形變恢復的過程中，對小石子做了功；另一方面,小石子離開弓獲得速度。請學生猜想：小石子離開彈弓的速度與哪些因素有關?是什么樣的關系？學生活動：觀察，思考并回答。教師活動：概括學生的答案，提出本節(jié)課的課題“探究功與物體速度變化的關系”，用多媒體課件給出課題。設計意圖：引入課題。（二）進行新課教師活動：用多媒體課件給

8、出實驗目的和實驗器材。問：如何利用所給的器材設計實驗方案（要求畫出簡圖并作簡要說明），請小組代表講解本組設計的實驗方案。 學生活動：學生可能設計出以下方案：方案1： 方案2： 方案3： 方案1：繩的拉力和摩擦力做功，是恒力做功；方案2：只有繩的拉力做功（重力分力與摩擦力平衡），是恒力做功； 方案3：橡皮筋的彈力（變力）、摩擦力做功，是變力作功。教師活動：引導學生比較各方案的特點小結：為了使研究簡化，我們應將重力分力與摩擦力平衡掉，為了使研究更具普遍意義，我們采用方案3的變力做功。設計意圖：培養(yǎng)自主探究能力，小組互相交流啟發(fā)取長補短教師活動：教師引導學生針對方案3閱讀教材“探究的思路”思考以下問

9、題：（用多媒體課件給出要思考的問題）（1）探究過程中，我們是否需要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？是否需要測出各次小車速度的具體數(shù)值？可以怎么做？（2）每次實驗中橡皮筋拉伸的長度有什么要求？為什么？（3）小車獲得的速度怎樣計算？（4）實驗完畢后，我們用什么方法分析橡皮筋對小車作的功和小車速度的關系？學生活動：認真閱讀教材，思考問題并回答。教師活動：傾聽學生回答，幫助學生解決疑難，回答學生可能提出的問題。（用多媒體課件給出答案的要點）設計意圖：培養(yǎng)學生在實驗探究前要養(yǎng)成思考的習慣。有了正確的探究思路，才會避免探究的盲目性。教師活動：指導學生分組實驗，并引導學生思考下面的問題：（用多媒體課件給出要思考的

10、問題）（1）小車在木板上運動時會受到阻力，可以采用什么方法進行補償？（2）紙帶上的點距并不都是均勻的，應該采用那些點距來計算小車的速度？為什么？學生活動：思考問題，分組實驗，（有條件的學?？梢悦績扇艘唤M，條件差的學?？梢悦克娜艘唤M）。設計意圖：通過學生分組實驗，培養(yǎng)團結協(xié)作的團隊精神，提高學生動手能力。教師活動：巡視、指導，解答學生提出的問題（用多媒體課件給出問題答案要點），處理即發(fā)事件。重點指導一兩個組順利完成實驗，以便后面實驗數(shù)據(jù)的處理。 教師活動：學生實驗完畢后，指導學生進行數(shù)據(jù)處理，用多媒體課件給出問題：（1）根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，怎樣預測功與速度的關系？（2）用圖象法研究功與速度的關系時怎

11、樣使研究過程簡便直觀？學生活動：思考老師提出的問題，并在坐標紙上建立坐標系，作出Wv2曲線，尋找功與速度的關系。教師活動：請小組代表把本組數(shù)據(jù)處理結果用投影儀向同學們展示。設計意圖：讓學生親歷探究的全過程，感受團隊精神和成功的喜悅。教師活動：利用數(shù)表軟件進行數(shù)據(jù)處理，可以參考教材65頁“做一做”欄目中的提示來完成。教師活動：引導學生對本次試驗進行誤差分析，分析誤差產生的原因和減小誤差的方法。 （用多媒體課件展出）設計意圖：讓學生體驗現(xiàn)代計算機技術在物理探究中的應用，讓學生養(yǎng)成試驗后及時進行誤差分析的習慣。（三）課堂總結、點評教師活動：讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在

12、筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。設計意圖：總結課堂內容，培養(yǎng)學生概括總結能力。教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。（四）實例探究有一只小老鼠離開洞穴沿直線前進，它的速度與到洞穴的距離成反比，當它行進到離洞穴距離為d1的甲處時速度為v1，試求：（1）老鼠行進到離洞穴距離為d2的乙處時速度v2多大？（2）從甲處到乙處要用去多少時間？解析：（1）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，得v2 d2 = v1d1所以老鼠行進到離洞穴

13、距離為d2的乙處時速度v2 = d1v1/d2（2）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，作出圖象，如圖所示由圖線下方的面積代表的物理意義可知，從d1到d2的“梯形面積”就等于從甲處到乙處所用的時間，易得設計意圖：用圖象法解決物理問題，簡便直觀，往往會收到意想不到的效果?！菊n余作業(yè)布置】 若再給你一架天平和砝碼，你能利用本實驗裝置研究功與質量、速度間的關系嗎？ 請說說你的設想。提示 ： 我們已經知道功與速度間的關系是Wv2，所以功與質量、速度間的關系可能是Wmv2、Wm2v2、W解析 ： 用天平測出小車的質量，并在小車內加不同數(shù)量的砝碼以改變小車的總質量m，如教材中的探究實驗那樣進行操作，確定橡皮筋所做的功W，測出小車相應的速度v，畫出Wmv2、Wm2v2、W等圖象，看哪一種圖象是過原點的傾斜直線，即可確定相應的比例關系?！景鍟O計】【課后反思】這節(jié)課是一節(jié)典型的科學探究課。如何上好探究課，不讓科學探究流于形式，是這一節(jié)課的關鍵。過去我們強調的實驗，主要指操作技能，現(xiàn)在的實驗要符合新課改倡導的“重視對學生進行自主、探究和合作學習能力培養(yǎng)”的理念，我認為讓學生有目的動手參與探究活動需要教師精心引導。即：需要問題的激發(fā)和調動；需要適當?shù)难菔緦嶒灪蛯W生實驗的配合。這節(jié)探