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
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1、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 重力勢能、彈性勢能的概念,知道了重力做功、彈力做功與重力勢能、彈性勢能之間的關(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:動能。由于動 能的問題比勢能復(fù)雜些,所以本節(jié)暫不直接涉及動能,而是先找到一個與動能密切相關(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,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)容是尋求動能表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)探究過程,下節(jié)內(nèi)容(動能和動能 定理)是尋求動能表達(dá)式的理論探
2、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 個實(shí)踐認(rèn)識基礎(chǔ),起到很好的鋪墊作用,前后兩節(jié)內(nèi)容共同構(gòu)成了一個較為完整的體系。 課標(biāo)分析 (1)知識與能力:能夠領(lǐng)會探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路。明確用一根橡皮筋 所做的功為單位簡化問題的思想方法,知道利用小車做勻速運(yùn)動階段測量速度比較合理。 (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
3、時間變化的規(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)計能力、實(shí)驗(yàn)動手操作能力及實(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,這又是一個思維臺階,應(yīng)通過對話啟發(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 (一)實(shí)驗(yàn)介
4、紹 1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 本實(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 一個過程量,而速度是一個狀態(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)我們研究力對原來靜止的物體做功時,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υ瓉盱o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、電火花計時器、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 測量出功與
5、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)橡皮筋伸長量按倍數(shù)增加時,功并不簡單地按倍 數(shù)增加,變力功一時無法確切測算。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,后做勻速運(yùn)動,選哪些點(diǎn)來研究呢?理論上講選加速階段或勻速階
6、段的點(diǎn)都是可以的,選加速階段的點(diǎn)時,只要我們每次都從距第一 個點(diǎn)距離相同的位置處取點(diǎn)計算其瞬時速度即可,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 取勻速階段的點(diǎn)來求速度。 (二)、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 備注 復(fù)習(xí) 1、前回我們探究了重力勢能和 1:重力做功,改變J物體的重力勢 由學(xué)生回 彈性勢能,請大家回想一下我們 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。 重力勢能的表達(dá)式; 生對探究 2:彈力做功,改變彈簧的彈性
7、勢能, 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 性勢能的表達(dá)式。 的動能表達(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)動起來, 2、播放視頻 2、對火箭的好奇 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)計實(shí) 驗(yàn),根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計實(shí)驗(yàn) 學(xué)生分組討論設(shè)計自己的實(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
8、需 這里要培 要測出橡皮筋做功的具體數(shù) 養(yǎng)學(xué)生在 值?是否需要測出各次小車速 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 計算? 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小車作 的功和小車速度的關(guān)系? 教師活動:傾聽學(xué)生回答, 幫助學(xué)生解決疑難
9、,回答學(xué)生可 能提出的問題。 學(xué)生活動: 教師活動: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)動時會受到阻力,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)距來計算小車的速度?為什么? 教師活動: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: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)計實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格,并投影部分
10、學(xué)生設(shè)計的表格, 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)距均勻的部分計算小車達(dá)到的最大速度。 學(xué)生活動: 設(shè)U表格 學(xué)生討論得出:通過對表格中彈力做功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: 作功一一速度曲線圖 外與連鷹的關(guān)系圖規(guī) 5.00 400 IE」.]:"-/”:? R-.11;-T---*'3.;小畫
11、 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)生動手能力。 表揚(yáng)部分同學(xué),激勵其他同學(xué)。 老師提問 師:好。請作功一一速度曲線圖。 教師強(qiáng)調(diào)作圖的注意事項(xiàng)
12、:坐標(biāo)軸的選取、比例的選定、畫圖時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? 由于W尿口v的關(guān)系圖線不是一條直線,因此橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度關(guān)系不是正比例關(guān)系。 猜測可能是:W8V2、WV3…… 學(xué)生活動: 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: 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: 觀察老師利用數(shù)表軟件進(jìn)行數(shù) 據(jù)
13、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)計的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。 師:請將將數(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
14、方法處理數(shù)據(jù)很麻煩,若用電腦幫我們計算處理就要簡便得多了,當(dāng)要處理數(shù)據(jù)量越大越簡便。 請大家注意觀察并體會與上面處理過程的優(yōu)缺點(diǎn)。 教師活動:讓學(xué)生分析本節(jié)課的誤差來源 教師活動: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: 認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自 己這節(jié)課的體會與卜來 有的學(xué)生可能會走彎路,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,但并不要他們會用, 處理。 5、誤差分 析 6、、課堂總 結(jié)、點(diǎn)評 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)
15、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,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)生對探究方法的理解程度 2. 引入新課,調(diào)動同學(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)計實(shí)驗(yàn)方案,這里要培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究前
16、要養(yǎng) 成思考的習(xí)慣。有了正確的探究思路,才會避免探究的盲目性。 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,但并不要他們會用,知道有這種處理方法,而且行之有效即可。 觀評記錄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)處理時應(yīng)用坐標(biāo) 紙作圖,讓學(xué)生體會探究物理量間關(guān)系時“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)生動手能力差異導(dǎo)致時間安排合理性 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
17、堂學(xué)生的主體地位 觀評記錄2、在整個課堂教學(xué)過程中,學(xué)生始終保持了較高的參與度。在實(shí)驗(yàn)探索中主動合 作,在歸納規(guī)律時積極發(fā)言,在觀看視頻時群情激奮。正是因?yàn)殚_展誘思探究課堂教學(xué),使整個 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。 評測練習(xí): 1、本節(jié)是一個探究性實(shí)驗(yàn),探究的目的是() A、探究力與物體運(yùn)動速度的關(guān)系 B、探究力與物體運(yùn)動加速度的關(guān)系 C、探究力對物體做功與物體加速度變化的關(guān)系 D、探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系 2、對橡皮筋做的功來說,直接測量是有困難的,我們可以巧妙地避開這個難題而不影響問題的 解決,只需要測
18、出每次實(shí)驗(yàn)時橡皮筋對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,力對物體做的功就是W、2W、3W…… B、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,力對 1條、2條、3條 小車做的功就是W、2W、3W…… C、選用相同的橡皮筋,在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致,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,橡皮筋對物體彳^的功就是W、2W、3W D、利用彈簧秤測量對小車的拉力F,利用直尺測量小車在力作用下移動的距離s,便可以求出 每次實(shí)驗(yàn)中力對小車做的功,可控制為W、2W、3W…… 3、實(shí)驗(yàn)時,拖著紙帶的小車在橡皮筋作用下由靜止運(yùn)動到木板底端,在此過程中打點(diǎn)計時器在 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)動情況可描述為: A、B之間為運(yùn)動;CD之間為運(yùn)動,應(yīng)選來計算小車的速度V。 S~~IK?斗甲斗6可.7.2+7.2+工2+17) /ABC單位:mmS
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