人教版物理必修2第七章第六節(jié)《探究功與速度變化的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計(jì)

教材分析本節(jié)是人教版物理必修2第七章第六節(jié)的內(nèi)容，通過前面幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)建立了重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的概念，知道了重力做功、彈力做功與重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間的關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容是前面兩節(jié)內(nèi)容的繼續(xù)，用做功與能量的關(guān)系探索另一種能量及其表達(dá)式：動(dòng)能。由于動(dòng)能的問題比勢(shì)能復(fù)雜些，所以本節(jié)暫不直接涉及動(dòng)能，而是先找到一個(gè)與動(dòng)能密切相關(guān)的物理量-速度，先研究速度與功的關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容的主要目的是給學(xué)生增加實(shí)驗(yàn)探究與體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的水平。本節(jié)內(nèi)容是尋求動(dòng)能表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)探究過程，下節(jié)內(nèi)容（動(dòng)能和動(dòng)能定理）是尋求動(dòng)能表達(dá)式的理論探究過程，本節(jié)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)探究為下節(jié)內(nèi)容的理論探究奠定了一個(gè)實(shí)踐認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，起到很好的鋪墊作用，前后兩節(jié)內(nèi)容共同構(gòu)成了一個(gè)較為完整的體系。課標(biāo)分析（1）知識(shí)與能力：能夠領(lǐng)會(huì)探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。明確用一根橡皮筋所做的功為單位簡(jiǎn)化問題的思想方法，知道利用小車做勻速運(yùn)動(dòng)階段測(cè)量速度比較合理。（2）過程與方法：能獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，會(huì)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理中尋找W與v的關(guān)系。（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：讓學(xué)生經(jīng)歷自主探究、合作學(xué)習(xí)的情感體驗(yàn)。學(xué)情分析本節(jié)內(nèi)容是一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課，實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生以前有所接觸，如物理必修一中的“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”與“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。通過以前這一類探究實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具有一定的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的能力。尤其是紙帶的處理已接觸多次，平衡摩擦力的必要性及基本方法學(xué)生也已了解，至于圖線處理時(shí)從關(guān)系不明的曲線通過改變坐標(biāo)量轉(zhuǎn)化為關(guān)系較明朗的直線的方法在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”中也曾接觸，學(xué)生有一定的基礎(chǔ)，但還是有一定的思維和操作難度，教學(xué)中應(yīng)注意合理的啟發(fā)。另外，以前接觸的力都是恒力，而這一節(jié)牽涉到變力問題，這又是一個(gè)思維臺(tái)階，應(yīng)通過對(duì)話啟發(fā)學(xué)生理解感悟?qū)⒆龉υ霰洞媲缶唧w功數(shù)值的巧妙之處。教學(xué)設(shè)計(jì)（一）實(shí)驗(yàn)介紹1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕緦?shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄抗εc速度的變化關(guān)系。我們知道，功是力在空間上的積累效應(yīng)，是一個(gè)過程量，而速度是一個(gè)狀態(tài)量，速度變化才是過程量，所以我們必須向?qū)W生交代清楚這一點(diǎn)，并指明當(dāng)我們研究力對(duì)原來靜止的物體做功時(shí)，速度變化的大小與物體獲得的速度在數(shù)值上是相同的。于是我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄苛?duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系。2 .實(shí)驗(yàn)器材：我們所需要的實(shí)驗(yàn)器材有：滑軌、橡皮筋、小車、交流電源、電火花計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙3.實(shí)驗(yàn)原理：由于我們要探究力對(duì)原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，所以我們要想辦法來測(cè)量出功與速度的數(shù)值，進(jìn)而研究它們之間的關(guān)系。通過上一節(jié)彈簧變力功的學(xué)習(xí)我們知道，當(dāng)橡皮筋伸長(zhǎng)量按倍數(shù)增加時(shí)，功并不簡(jiǎn)單地按倍數(shù)增加，變力功一時(shí)無法確切測(cè)算。因此我們要設(shè)法回避求變力做功的具體數(shù)值，逐步引導(dǎo)學(xué)生得出用一根橡皮筋做功記為W用兩根橡皮筋做功記為2W用三根橡皮筋做功記為3W。從而回避了直接求功的這種方法。在引導(dǎo)過程中，我將通過讓學(xué)生思考討論的方式尋求出這種方法，并說出這種方法的巧妙之處及不選其他方法的理由。而不是直接把思路展示給學(xué)生，讓學(xué)生體驗(yàn)思維的樂趣。小車在橡皮筋的彈射下，先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，選哪些點(diǎn)來研究呢？理論上講選加速階段或勻速階段的點(diǎn)都是可以的，選加速階段的點(diǎn)時(shí)，只要我們每次都從距第一個(gè)點(diǎn)距離相同的位置處取點(diǎn)計(jì)算其瞬時(shí)速度即可，但相比取勻速階段的點(diǎn)來說，后者只需用任意一段位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間相比即可求出彈力做功使小車獲得的速度，更方便。所以我們?nèi)蛩匐A段的點(diǎn)來求速度。（二）、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)備注復(fù)習(xí)1、前回我們探究了重力勢(shì)能和1:重力做功，改變J物體的重力勢(shì)由學(xué)生回彈性勢(shì)能，請(qǐng)大家回想一下我們能，我們通過重力做功來研究物體的顧，了解學(xué)的探究過程和方法。重力勢(shì)能的表達(dá)式；生對(duì)探究2:彈力做功，改變彈簧的彈性勢(shì)能，方法的理我們通過彈力做功來研究彈簧的彈解有多深。2、那么我們又該怎樣研究物體性勢(shì)能的表達(dá)式。的動(dòng)能表達(dá)式呢？引入1、演示“玩彈弓”。1、回憶童年，思考原理學(xué)生興趣一下子被調(diào)動(dòng)起來，2、播放視頻2、對(duì)火箭的好奇課堂氣氛十分濃烈。新課教學(xué)師：引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過的實(shí)1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)生分組討論設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方案力殺力殺師：提出本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)方案(1)探究過程中，我們是否需這里要培要測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù)養(yǎng)學(xué)生在值？是否需要測(cè)出各次小車速實(shí)驗(yàn)探究度的具體數(shù)值？可以怎么做？前要養(yǎng)成(2)每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，思考問題并思考的習(xí)伸的長(zhǎng)度有什么要求？為什回答。慣。后了正么？確的探究(3)小車獲得的速度怎樣思路，才會(huì)計(jì)算？避免探究(4)實(shí)驗(yàn)完畢后，我們用的盲目性。什么方法分析橡皮筋對(duì)小車作的功和小車速度的關(guān)系？教師活動(dòng)：傾聽學(xué)生回答，幫助學(xué)生解決疑難，回答學(xué)生可能提出的問題。學(xué)生活動(dòng)：教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)分組實(shí)驗(yàn)每四人一組。驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生思考下面的問小組內(nèi)討論解決老師提出的問2、分組實(shí)驗(yàn)3、數(shù)據(jù)處理(法1)題：(1)小車在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到阻力，可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償？(2)紙帶上的點(diǎn)距并不都是均勻的，應(yīng)該采用那些點(diǎn)距來計(jì)算小車的速度？為什么？教師活動(dòng)：巡視、指導(dǎo)，解答學(xué)生提出的問題，處理即發(fā)事件。重點(diǎn)指導(dǎo)一兩個(gè)組順利完成實(shí)驗(yàn)，以便后面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。教師活動(dòng)：學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，并投影部分學(xué)生設(shè)計(jì)的表格，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中，并分析數(shù)據(jù)，看有什么發(fā)現(xiàn)。提問：通過表格能反映彈力題。回答：(1)將木板稍稍傾斜一點(diǎn)，讓小車從斜面上滑卜來；(2)應(yīng)采用點(diǎn)距均勻的部分計(jì)算小車達(dá)到的最大速度。學(xué)生活動(dòng)：設(shè)U表格學(xué)生討論得出：通過對(duì)表格中彈力做功W和小車獲得的速度v的關(guān)系分析，只能得到“彈力做功越多，小車獲得的速度越大”的結(jié)論。學(xué)生：不能。若要更精確更直觀的反映它們的關(guān)系應(yīng)該作出功一一速度曲線。學(xué)生活動(dòng)：作功一一速度曲線圖外與連鷹的關(guān)系圖規(guī)5.00400IE.:"-/”:?R-.11；-T-*'3.；小畫Z.:二一二二二*iWi舂蕈肅累列做功V劑小車獲彳的速度v的定量關(guān)系嗎？鹿上/_5OflO.OQ匚.300小速度30通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，提高學(xué)生動(dòng)手能力。表揚(yáng)部分同學(xué)，激勵(lì)其他同學(xué)。老師提問師：好。請(qǐng)作功一一速度曲線圖。教師強(qiáng)調(diào)作圖的注意事項(xiàng)：坐標(biāo)軸的選取、比例的選定、畫圖時(shí)用平滑的曲線連接等。投影展示某組學(xué)生作出的功一一速度曲線。提問：由圖線中可以看到它們到底是哪一種關(guān)系？師：如何證明你們的猜測(cè)?由于W尿口v的關(guān)系圖線不是一條直線，因此橡皮筋對(duì)小車做的功與小車獲得的速度關(guān)系不是正比例關(guān)系。猜測(cè)可能是：W8V2、WV3學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生思考討論得出：作W-V2、WV3圖像。若圖像W-V2是直線就說明W與V2成正比；若圖像W一一V3是直線就說明W與V3成正比學(xué)生活動(dòng)：作功一一速度平方曲線2、一學(xué)生：由圖可知W與V成正比。學(xué)生活動(dòng)：觀察老師利用數(shù)表軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。引導(dǎo)學(xué)生朝作功一一速度曲線圖上去想。體現(xiàn)老師的導(dǎo)向作用。教師要放開，讓學(xué)生大膽猜想，獨(dú)立完成探究過程。4、數(shù)據(jù)處理（法2）禾U用數(shù)表軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)投影展示某組學(xué)生自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。師：請(qǐng)將將數(shù)據(jù)填入表中并作圖投影展示某組學(xué)生作出的功速度平方曲線。師：觀察圖線你能得到什么？師：用手動(dòng)方法處理數(shù)據(jù)很麻煩，若用電腦幫我們計(jì)算處理就要簡(jiǎn)便得多了，當(dāng)要處理數(shù)據(jù)量越大越簡(jiǎn)便。請(qǐng)大家注意觀察并體會(huì)與上面處理過程的優(yōu)缺點(diǎn)。教師活動(dòng)：讓學(xué)生分析本節(jié)課的誤差來源教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)學(xué)生自己進(jìn)行誤差分析并交流學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)與卜來有的學(xué)生可能會(huì)走彎路，甚至失敗，探究結(jié)果并不重要，重要的是讓學(xué)生親歷探究的過程。教師應(yīng)該教學(xué)生去嘗試使用數(shù)表軟件，但并不要他們會(huì)用，處理。5、誤差分析6、課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)本節(jié)的內(nèi)容。知道有這種處理方法，而且行之有效即可。總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。課后反思1、思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本，本節(jié)課比較注重理解和應(yīng)用探究方法；2、親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。沒有探究出結(jié)果，也是一種結(jié)果，本節(jié)課比較注重學(xué)生有沒有參與，而不是有沒有正確的結(jié)果。效果分析1.通過課前復(fù)習(xí)，由學(xué)生回顧，了解學(xué)生對(duì)探究方法的理解程度2. 引入新課，調(diào)動(dòng)同學(xué)們的興趣，活躍課堂氣氛。3. 引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，這里要培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究前要養(yǎng)成思考的習(xí)慣。有了正確的探究思路，才會(huì)避免探究的盲目性。4. 通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，提高學(xué)生動(dòng)手能力。5. 教學(xué)生去嘗試使用數(shù)表軟件，但并不要他們會(huì)用，知道有這種處理方法，而且行之有效即可。觀評(píng)記錄1、本節(jié)課以火箭發(fā)射視頻引入，可以直接吸引學(xué)生的眼球,迅速激發(fā)起學(xué)生的興趣,就以此為契機(jī)提出問題，完全以功與速度為關(guān)鍵詞進(jìn)行討論與探究。在數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)用坐標(biāo)紙作圖，讓學(xué)生體會(huì)探究物理量間關(guān)系時(shí)“以直代曲”的思想。通過這節(jié)課的教學(xué)也發(fā)現(xiàn)一些不足之處，比如課堂上學(xué)生動(dòng)手能力差異導(dǎo)致時(shí)間安排合理性等問題，在今后的教學(xué)中要不斷的摸索與實(shí)踐，真正實(shí)現(xiàn)新課堂學(xué)生的主體地位觀評(píng)記錄2、在整個(gè)課堂教學(xué)過程中，學(xué)生始終保持了較高的參與度。在實(shí)驗(yàn)探索中主動(dòng)合作，在歸納規(guī)律時(shí)積極發(fā)言，在觀看視頻時(shí)群情激奮。正是因?yàn)殚_展誘思探究課堂教學(xué)，使整個(gè)課堂始終充滿了激情，使學(xué)生始終充滿了自信，使師生關(guān)系更加和諧，使課堂教學(xué)更加有效。評(píng)測(cè)練習(xí)：1、本節(jié)是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，探究的目的是（）A、探究力與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系B、探究力與物體運(yùn)動(dòng)加速度的關(guān)系C、探究力對(duì)物體做功與物體加速度變化的關(guān)系D、探究力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系2、對(duì)橡皮筋做的功來說，直接測(cè)量是有困難的，我們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的解決，只需要測(cè)出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功是第一次的多少倍，使用的方法是（）A、用同樣的力對(duì)小車做功，讓小車通過的距離依次是s、2s、3s進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)物體做的功就是W、2W、3WB、讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次力為3F實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)1條、2條、3條小車做的功就是W、2W、3WC、選用相同的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致，當(dāng)用同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)物體彳的功就是W、2W、3WD、利用彈簧秤測(cè)量對(duì)小車的拉力F,利用直尺測(cè)量小車在力作用下移動(dòng)的距離s,便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車做的功，可控制為W、2W、3W3、實(shí)驗(yàn)時(shí)，拖著紙帶的小車在橡皮筋作用下由靜止運(yùn)動(dòng)到木板底端，在此過程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)距情況是（）A.始終是均勻的B.先減小后增大C.先增大后減小D.先增大后均勻不變4.在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到的紙帶如圖所示，小車的運(yùn)動(dòng)情況可描述為：A、B之間為運(yùn)動(dòng)；CD之間為運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選來計(jì)算小車的速度V。SIK斗甲斗6可.7.2+7.2+工2+17）/ABC單位：mmS