山东省第十三届高中物理教学优质课展评《探究功与速度变化的关系》教案设计.doc

人教版必修2第七章第6节 《实验：探究功与速度变化的关系》 教学设计 山东省邹城市第一中学 人教版高一必修2第七章第6节 《实验：探究功与速度变化的关系》教学设计 【课程标准的要求】 1、知道功是能量变化的量度； 2、通过实验，探究做功与物体速度变化、动能变化的关系。理解动能和动能定理,能解释生活和生产中的现象。 【教学目标】 1、领会实验的设计思路、经历探究学习的情感体验过程； 2、知道用一根橡皮筋所做的功为“一个单位的功”； 3、理解小车做匀速运动阶段测量速度比较合理； 4、能进行实验操作，会采集实验数据； 5、理解数据处理时寻找W与V关系的方法。 【教学过程】 【引入】航空母舰上的舰载机要顺利起飞，就必须获得足够的速度、动能。速度越大、动能越大。动能与速度的一次方成正比呢？还是与速度的二次方成正比？或者它们之间有更复杂的函数关系？ 对舰载机来说不同的速度对应不同的动能，其定量关系是必须明确的。那如何改变物体的动能呢？ 回答：力持续地作用一段位移就能使速度持续地发生变化，做功改变了物体的速度，做功改变了物体的动能。 【播放舰载机起飞视频】思考为什么需要大功率的发动机。 回答：因为起飞距离短，要达到足够的动能，必须施加很大的力。 为此人们不断试验各种做功的方式，有钢索弹射、蒸汽弹射、我们国家正在研制最先进的电磁弹射方式，装配成功后我们的航空母舰将成为强大的军事力量，象这次的马航事件，航母舰队就可以快速反应，来保护我们同胞的权益，保卫国家的主权。 （本部分内容激发学生探究的愿望与热情，使其产生强烈的情感体验。） 【探究的目的与思路】 航母上的核心问题是控制做功与速度的变化，这节课我们就通过实验来初步探究它们之间的定量关系，为探究动能的表达式提供线索。请同学们在实验报告上填写实验目的，思考下列问题：本实验需要测量什么量？如何根据数据直观地得到物理量之间的关系？ 回答：需要测量功与速度的变化。 是的，需要测出做功之前的初速度、做功之后的末速度，我们从最简单的情况开始研究，让物体的初速度为0，则末速度v就是速度的变化量。我们需要测出w1对应的v1，w2对应的v2，w3对应的v3等多组数据，如何直观地得到物理量之间的关系？ 回答：图像法，建立w-v坐标系，描点连线。 若这些点连起来是一条过原点的直线，则说明它们成正比。如果这些点不在同一条直线上，用什么线把它们连起来？ 回答：用平滑的曲线。 在黑板上建立Y-x坐标系，画出一条向上弯的曲线，分析这两个量的关系。 回答：是抛物线，说明y与x2成正比。 还有不同意见吗？ 回答：可能与x3 、x4 成正比，还可能与其3/2次方成正比。 那怎么进一步研究？ 回答：建立Y- x2坐标系，如果是一条过原点的直线，则说明Y与 x2成正比，如果仍是曲线，需要进一步处理，拟合图线。 这是探究物理量关系的好方法。 【探究方案的设计与选择】 速度如何测量？ 回答：打点计时器、光电计时器、频闪照相，都可以比较准确地测出速度的大小。 那可以用什么力对物体做功，怎样表示每次做功的大小？请同学们在实验报告上画出方案草图，5分钟后展示。 展示学生方案，加以指导。学生分析需要控制哪些实验条件，例如利用重物牵引小车的做功方式需要平衡摩擦力，保证mM。 如果采用橡皮筋做功的方式，需要提示学生橡皮筋拉长后会变细，劲度系数是变的，无法用微元法测出变力的功。可以取一根橡皮条的功为一个单位的功，采用几根橡皮条并联起来使功倍增的方式来表示功、改变功。 倍增法巧妙地避免了功的计算问题，恒力做功的方案也可以用这种方法。 在日常生活中，使力在长时间、长距离上保持不变比较困难，我们日照一中的篮球比赛全国知名，同学们模拟一下投篮球动作，感受变力做功过程。 展示变力做功的图片，引导学生选择有代表性的做功方式进行课堂实验。 【操作与作图的技巧】 观察实验装置，讨论应该控制哪些实验条件。 回答：平衡摩擦力、保证倍增，橡皮条应与轨道平行。 思考：平衡摩擦力后，挂上橡皮条，释放小车，它将做什么运动？ 回答 ：先加速运动再匀速运动，最后减速运动。 应该用哪一个阶段来求橡皮筋做功使它获得的速度？ 回答：橡皮条恢复原长时的速度，即匀速直线运动时保持的速度。 速度应该多次测量求平均值。也可以用单位长度表示单位速度以简化作图与计算，但应该注意标上速度的单位。 介绍实验要求：两名同学负责打出5条纸带并标号，另两名同学计算速度填入表格中，包括特殊的（0，0）点共6个点在坐标纸上描点连线。10分钟后关闭电源，展示同学们的图线，现在倒计时开始。 【展示与讨论】 学生展示实验数据及图线 有的组四个人分工合作，分别画出了w-v，w-v2, w-v3,w-v1/2的图像，进行比较，得出了w与v2成正比的结论。 演示利用计算机处理数据的方式。 分析实验数据，讨论