1、探究功与物体速度变化的关系【教学目标】一、知识与技能1、领会探究功与物体速度变化关系的实验设计思路,经历探究学习的体验过程。2、理解巧妙改变做功倍数的方法。3、知道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、学会利用实验数据寻找w与v的关系。二、过程与方法通过本节课的学习,学会通过建立坐标系、描点、连线,利用图象寻找物理量之间的变化关系,并得到物理结论。三、情感、态度与价值观通过本节课的学习,感受探究过程中避繁就简的方法选择,培养学生逻辑思维能力和如实记录实验数据、实事求是的科学品质。【教学重点、难点】学习探究功与速度变化关系的物理方法,并学会实验数据的处理方法
2、图象法。【教学方法】实验观察法、图象法、迁移法、归纳总结、讨论。【教学用具】长木板,相同橡皮筋(若干),小车,打点计时器。【教学过程】一、引入新课观察运动员掷铅球,人推车启动等视频。师:是什么改变物体运动速度?生:由牛顿定律知,力是速度变化的原因。结论:力对物体做功可以改变物体运动速度。师:功与物体速度的变化有什么样的关系呢?我们今天用实验的方法来探究功与物体速度变化的关系。二、进行新课实验目的:探究功与物体速度变化的关系。师:在实验中,应如何对物体做功?又如何改变每次做功的大小呢?(引导学生讨论后总结)既可以考虑用恒力做功,也可以用变力做功。若用恒力做功,例如用一砝码盘牵引着小车做实验,则可
3、以通过改变砝码盘的质量及下落的高度来改变每次做功的大小。若用变力做功,可以采用容易获取的橡皮筋作为器材之一。师:橡皮筋对小车做的功如何测量?生:拉力为变力,做功很难直接测量。师:橡皮筋的拉力是变力,无法直接进行测量计算。师:那探究过程我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值?生:不需要,知道比例关系也可以。师:那又如何改变每次做功的大小?生:我们用每次增加橡皮筋的条数来改变功的大小。师:每次实验对橡皮筋的长度有什么要求?生:拉伸长度相同,保证每根橡皮筋做功相同。师:回答非常好,如果一条橡皮筋对小车做功为W,则两条橡皮筋做功为2W,三条为3W,依次类推,每次做功都可以用W的倍数来表达。这种处理方法,
4、把不便于用公式计算的弹力做功转换为比值代替,是一种很好的思维方法,其精妙之处在于巧妙的回避了功的测量。师:应如何来测量物体的速度呢?(学生分组讨论,用打点计时器或者用气垫导轨配套光电门)师:介绍打点计时器。让学生讨论如何设计探究方案。生:可以用长木板、橡皮筋、小车、打点计时器组合方案。师:展示方案图。师:只有橡皮筋的拉力做功吗?生:讨论后,不是,还有摩擦力做功,可以用平衡摩擦力的办法处理掉。师:展示图片,平衡摩擦力。师:小车在平衡摩擦力后做什么性质的运动?生:先加速运动,再匀速运动。师:纸带上的点,间距并不都是均匀的,应该采用什么样的点来计算小车速度,为什么?展示图片,取点迹清晰,间距较大且相
5、当均匀的点来计算速度,纸带匀速运动说明拉力做功完成。学生进行实验。数据处理:从得到的数据可看出:W越大,V越大。师:猜想W与V有何关系。生:W与V成正比。师:如何验证。生讨论回答,师补充:以W为横坐标,V为纵坐标,描点,用平滑的线拟合这些点,若绘出的图像是过原点的直线,猜想成立。师:若不是这样,我们可继续猜想,W与V2成正比,如何验证?生思考,师点拨:仍以W为横坐标,V为纵坐标,若要确定猜想成立,得判断绘出的图像是二次曲线,不太容易。怎么处理?以W为横坐标,V2为纵坐标,若绘出的图像是过原点的直线,说明W与V2成正比师:若不是这样,我们可继续猜想,W与成正比,如何验证?生:以W为横坐标,为纵坐标,若绘出的图像是过原点的直线,说明W与成正比生处理数据,得结论。课后感探究性实验是以获取物理新知识为目的的教学方式,所以安排在学习新知识之前,这样就比验证性实验的难度要大,其中难就难在要确立哪些物理量之间的关系上。学生需要在类比、推理的前提下,确立自己研究的问题和方法。首先在老师所设置问题的引导下,逐步展现问题并思考实验的大体方案。然后根据方案设计实验步骤,并分析步骤中的注意事项,尤其是处理数据的方法,图像法使物理量之间的关系直观,好判断。