探究功與速度變化的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能 會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度； 學(xué)習(xí)利用物理圖像探究功與物體速度變化的關(guān)系。
2、過(guò)程與方法：通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與物體速度相關(guān)量變化的關(guān)系，體驗(yàn)知識(shí)的探究過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹(shù)立”實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)理念。 學(xué)習(xí)探究功與物體速度變化的關(guān)系的物理方法――倍增法，并會(huì)利用圖像法處理數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法――圖像法
重點(diǎn)
會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度，小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)階段測(cè)量速度較合理。
難點(diǎn)
學(xué)習(xí)利用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系
教法及教具
自主探究、交流討論、自主歸納
教學(xué)過(guò)程
�。ㄒ唬╅喿x教材，提出方法
配套器材：課本方案裝置 實(shí)驗(yàn)思想方法：倍增法。雖為變力做功，但橡皮條做的功，隨著橡皮條數(shù)目的成倍增加功也成倍增加。這種方法的構(gòu)思極為巧妙。歷史上，庫(kù)侖應(yīng)用類(lèi)似的方法發(fā)現(xiàn)了著名的庫(kù)侖定律。當(dāng)然，恒力做功時(shí)，倍增法同樣適用。 數(shù)據(jù)處理方法：圖像法。作出功—速度曲線，分析這條曲線，得出功與速度變化的定量關(guān)系。 學(xué)生思考，提出預(yù)案 學(xué)生提出多種設(shè)計(jì)預(yù)案，在課上展示設(shè)計(jì)的思路和方法： 課本方案、氣墊導(dǎo)軌加數(shù)字毫秒計(jì)方案、鐵架臺(tái)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器自由落體方案等。 教師針對(duì)各種設(shè)計(jì)預(yù)案，進(jìn)行分析： 主要從合理性、科學(xué)性、可行性等方面進(jìn)行分析，略。
（二）師生研討，初定方案
1、制定基本的實(shí)驗(yàn)方案：互動(dòng)以下面幾個(gè)問(wèn)題為中心展開(kāi)： 探究中，我們是否需要橡皮筋做功的具體數(shù)值不需要。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是以倍增的思想方法設(shè)計(jì)，若橡皮筋第一次做功為W，則橡皮筋第二次做功為2W，…、橡皮筋第n次做功為nW。且實(shí)驗(yàn)巧妙地將倍增的物理方法應(yīng)用于變力做功。 為了達(dá)到各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋做的功成倍增加，即實(shí)現(xiàn)倍增，對(duì)各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的伸長(zhǎng)量有什么要求你想出了什么辦法各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的伸長(zhǎng)量必須相同。若使小車(chē)在橡皮筋的變力作用下產(chǎn)生的位移相同，就要有相同的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)。具體方法是：以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車(chē)前端的位置為基準(zhǔn)，垂直運(yùn)動(dòng)方向在木板上作出一條水平線。以后改變橡皮筋的條數(shù)時(shí)，小車(chē)前端仍以此位置為基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。 小車(chē)獲得的速度怎樣計(jì)算小車(chē)在橡皮筋作用結(jié)束后，做勻速運(yùn)動(dòng)。找出紙帶中點(diǎn)距相等的一段。求出點(diǎn)距相等一段的平均速度，即為小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)的速度，即小車(chē)加速后獲得的速度。 是否一定需要測(cè)出每次加速后小車(chē)速度的數(shù)值可以怎樣做不一定需要。 設(shè)第一次小車(chē)獲得的速度為v，小車(chē)在第一次、第二次、…、第n次實(shí)驗(yàn)中的速度為： 若令 則 即小車(chē)在第二次以后實(shí)驗(yàn)中獲得的速度可以用第一次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度的倍數(shù)來(lái)表示。 實(shí)驗(yàn)完畢后，用什么方法分析橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功與小車(chē)速度的關(guān)系 圖像法。 如何在坐標(biāo)紙上建立兩軸物理量如何確定適當(dāng)?shù)臉?biāo)度 縱坐標(biāo)表示橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功，橫坐標(biāo)表示小車(chē)獲得的速度。 以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W為縱軸的單位長(zhǎng)度，可以用第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的速度v為橫軸的單位長(zhǎng)度，作出W—v曲線，即功—速度曲線。
2、確立基本的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)初步的實(shí)驗(yàn)步驟： A。先將木板置于水平桌面，然后在釘有鋼釘?shù)拈L(zhǎng)木板上，放好實(shí)驗(yàn)小車(chē)。 B。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的`一端，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，紙帶一端夾緊在小車(chē)的后端，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接電源。 C。過(guò)兩釘中垂線上的適當(dāng)位置作兩釘?shù)钠叫芯�，交中垂線于O點(diǎn)，作為小車(chē)每次運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。 D。使用一根橡皮筋時(shí)，將小車(chē)的前端拉到O點(diǎn)，接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，釋放小車(chē)，小車(chē)離開(kāi)木板前適時(shí)使小車(chē)制動(dòng)，斷開(kāi)電源，取下紙帶。重復(fù)本項(xiàng)前面的過(guò)程，選出點(diǎn)跡清晰的紙帶。 E。換用同樣材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度的兩根、三根、…六根橡皮筋，依照D項(xiàng)的方法，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 F。以功為縱軸，以速度為橫軸，建立坐標(biāo)系，用描點(diǎn)法作出圖像，看看是否是正比例圖像，若不是，功與速度的哪種相關(guān)量是正比的，功就與速度的這種相關(guān)量具有確定的函數(shù)關(guān)系。
�。ㄈ� 學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)
1、學(xué)生按確定方案開(kāi)始初步實(shí)驗(yàn)。
2、教師適時(shí)提出問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生操作的技巧，針對(duì)問(wèn)題，完善實(shí)驗(yàn)操作。 小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償 可以采用平衡摩擦力的方法。具體操作是：使木板略微傾斜，將小車(chē)放到木板上，輕推小車(chē)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)，觀察紙帶的點(diǎn)距。調(diào)節(jié)木板的傾角，觀察紙帶的點(diǎn)距，直到點(diǎn)距相等，表明恰平衡摩擦力。 觀察打點(diǎn)的紙帶，點(diǎn)距是如何變化的點(diǎn)距是否均勻問(wèn)題出在哪里若恰能平衡摩擦力，試分析小車(chē)會(huì)做何種運(yùn)動(dòng)應(yīng)該采用哪些點(diǎn)
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