2014年春高中物理 7.6实验 探究功和物体速度变化的关系教学设计2 新人教版必修2.docVIP

6 实验:探究功与速度变化的关系 整体设计 各种力做功都与其对应的某种能量有关系,研究出它们的关系,就能确立相应能量的表达式.例如通过重力做功确立了重力势能的表达式,通过弹力做功确立弹性势能的表达式.动能是物体由于运动而具有的能,物体的动能与它的速度密切相关,而物体速度的变化与它受的力有关,当物体运动而发生位移时,它所受的力又会做功,因此力对物体做的功与物体速度变化有密切的关系.本节课就是探究功与速度变化的关系,为下一节动能的学习作准备. 本节是一节探究实验课.在进行实验探索、收集数据时,需要考虑什么是有价值的数据,用什么方法来获得数据,以及如何证明这些数据是可靠的.在进行实验时,操作应规范;在收集数据时,应实事求是,坚持严谨认真的科学态度.对实验所得到的结论要会判断是否科学,判断的标准就是看其是否具有重复性,即不论由哪位同学来做这个实验,也不论做几次,在允许的误差范围内结果都应该是相同的. 过去我们强调的实验,主要所指为操作技能,现在强调的实验,除了操作技能外,希望学生更加重视实验中的科学思想与技能的学习.比如在探究功与速度变化的关系时,并不需要计算功的具体数值,原因是什么?在探究之前,要重点掌握本实验中的探究方法.另外用图象处理数据比较形象、直观,而且误差也小,所以这种方法必须能够熟练应用. 教学重点 学习探究功与速度变化关系的物理方法,并会利用图象法处理数据. 教学难点 1.实验数据的处理方法——图象法. 2.实验过程中的规范操作. 课时安排 1课时 三维目标 知识与技能 1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度. 2.学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系. 过程与方法 1.通过纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验探究过程和物理学的研究方法. 2.实际探究过程中如何把变力做功这个问题解决. 情感态度与价值观 1.体验探究的困难，享受成功的乐趣. 2.通过实验探究，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. 课前准备 小车(前面带小钩),长木板(两侧适当的对称位置钉两个钉子),橡皮筋(5—6条),打点计时器及电源、纸带等. 教学过程 导入新课 情景导入 情境1 如图所示,奥运会上,某射箭运动员拉弓射箭,箭在弹力作用下,获得很大速度射出去. 情境2 如下图所示,行驶中的汽车,因前方有路障而紧急刹车,汽车在阻力作用下逐渐停下来. 以上两种情境有何共同特点? 复习导入 复习旧知1.重力做功与重力势能:重力做功与路径无关.重力势能是物体和地球这个系统所共有的,具有相对性.重力做功等于重力势能增量的相反数,即WG=-ΔEp=mgh1-mgh2. 2.弹力做功与弹性势能 发生弹性形变的物体各部分之间存在弹性势能,和重力势能一样,弹性势能也具有相对性.利用类比和无限分割再累积的方法可以推得弹性势能的表达式.弹性势能的改变与弹力做功有关W弹=-ΔEp= 力对物体做功与动能肯定有关系,而动能与速度直接对应,本节课我们来探究功与速度变化的关系. 问题导入 “在很早的时候人们就认识到,要想使物体运动是要付出代价的”,在现实生活中我们也经常遇到这样的例子:要想使汽车运动起来是要消耗汽油的;要想使火箭获得一个很大的速度,从而飞向太空,这同样要消耗大量的燃料;要想使铅球、铁饼等物体获得初速度从而把它们投掷出去,这也需要运动员耗费大量的体力. 以上各种现象中,要使物体获得的速度越大,需要付出的代价也越高.这说明了什么物理问题. 推进新课 一、探究的思路 问题探究 1.阅读课文,说出该探究实验的目的、实验所需要的器材及实验的设计思路. 2.课本中利用不同数目的橡皮筋拉动小车做功,对此,你有何认识?怎样选择橡皮筋才尽可能减小误差? 3.实验时为何要平衡摩擦力?如何平衡? 4.实验中如何来测定小车的速度?如何从纸带上分析出小车在通过B点时的速度? 点评：探究学习方式特别强调问题在学习过程中的重要性.强调通过问题来进行学习,把问题看作是学习的动力、起点和贯穿于学习过程的主线.上述一连串的问题由易到难,由简到繁,由小到大,层层推进,通过问题的设置,引导学生学会思考分析,学会发现问题、解决问题. 学生活动:带着问题阅读课文,思考、交流、解决问题,学生代表发言. 师生互动:学生代表在回答问题过程中,教师给予评价、引导,使问题的答案准确、规范. 实验探究 实验目的(1)通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系. (2)体会探究的过程和所用的方法. 实验器材: 木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等. 设计思路:如图所示 (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W(2)由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3(3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W为