探究功与物体速度变化的关系

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1、教学设计探究功与物体速度变化的关系浙江省义乌中学王超良一、设计思想1、围绕实验设计、实验操作与实验数据处理三个环节引导学生展开探究过程。通过小组讨论、课件演示、动手实验和实验数据处理等一系列活动激发学生主动参与的积极性和和学习的热情。教师根据知识发生、发展与变化的过程通过穿针引线的方式积极引导学生进行探索性学习，努力激发学生学习的兴趣，培养学生探究发现和合作学习的能力。2、采用“问题—讨论—实验—归纳”的探究性教学模式，使学生在获得知识的同时，学会科学研究的方法，经历伴随着探究活动的深入而产生的情感体验。二、教

2、材分析在前面几节内容中，已经成功地建立了重力势能的概念，清楚了重力的功与重力势能改变量间的关系，也探究了弹性势能的表达式。那么，力对物体所做的功与物体的动能间又有什么关系呢？应该从什么途径出发进行研究呢？显然，既可以从已有知识出发通过逻辑推导的方法进行研究，也可以通过实验的方式进行探究。引入“探究功与物体速度变化的关系”的目的就在于给学生增加探究与体验的机会，提高理论联系实际的水平，并有效地促使学生在探究中开阔思路，在分析问题和处理问题的过程中提高探究问题的水平。因此，本节内容从实验的方向进行探究。对教师来说，

3、这是一节较难驾驭的内容，无论从教学设计，还是实验准备来说，都有相当的难度。教师要积极创造条件，让学生亲身经历实验探究的过程。本节内容的设计中，采用橡皮筋拉小车，使小车获得动能的过程中，探究橡皮筋做的功与小车速度变化的关系。由于橡皮筋的弹力随其长度改变量间的关系是非线性的，因而橡皮筋对小车的功无法用现成的公式进行计算。本实验的精妙之处就在于巧妙地回避了功的计算。因为如果一条橡皮筋对小车做功为时，两条橡皮筋对小车做的功就是2，三条橡皮筋对小车做功为3，依次类推，各次实验中橡皮筋对小车的功都可以用的倍数来表达，再利用

4、打点计时器来测定各次实验中小车的速度，根据一系列橡皮筋的功和与之对应的小车速度的测量值即可找出功与物体速度变化间的关系。从本章知识的整个体系来说，本节教材只是为下一节“动能和动能定理”的理论推导奠定一个认识基础，在教学中应灵活把握。通过“探究功与物体速度变化的关系”的实验，也可以有效地促使学生在学习动能定理后能比较深刻地认识到动能定理不仅对恒力做功的条件下成立，在变力做功的情况下也是成立的。三、学情分析9学生在本章的前几节内容中，已经初步树立了功是能量变化的量度的观念。那么，力对物体所做的功与物体动能的改变量间

5、存在着什么关系呢？这是学生急待解决的问题。引入“探究功与物体速度变化的关系”这节内容正所谓急学生所急，但如果运用恒力做功的方式来探究功与物体速度变化间的关系，可能会使学生产生审美疲劳，因为我们在“探究加速度与力、质量的关系”时已经用过这套实验装置。现在，选择利用橡皮筋的拉力做功来探究功与物体速度变化间的关系，不仅考虑到这样处理容易使学生产生新鲜感，进而产生探究的兴趣，也因为变力做功对实际问题来说更具有普遍性。这样的设计思路，把不便于用公式进行计算的橡皮筋对小车的弹力的功通过思维的变换，用改变橡皮筋条数，保持小车

6、在相同距离的条件下，弹力做功的大小与橡皮筋的条数成正比来取代，这是一种极其巧妙地思路，也是一种很好地进行科学探究的思维方法。同时，也非常符合中学生的认知特点，对开阔学生的视野，提高科学素养等方面都会产生积极的影响。四、教学目标（1）知识与能力：能够领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路。明确用一根橡皮筋所做的功为单位简化问题的思想方法，知道利用小车做匀速运动阶段测量速度比较合理。（2）过程与方法：能独立进行实验操作，会采集实验数据。能够对实验数据进行分析与处理中寻找与的关系。（3）情感态度与价值观：让学生

7、经历自主探究、合作学习的情感体验。五、重点难点本节教学内容的重点是实验方案的设计与筛选，难点是通过对实验数据的分析得出功与物体速度变化的关系。六、教学策略与手段教师在本节课的授课中难以驾驭的是如何引导学生进行积极地思考，使学生既能发挥创造性思维，也能够围绕本节的重点把探究活动深入下去。因此，本教学设计中，采用学生分组实验的方法。在教师适当的引导下，通过学生自主探究和合作学习的方式展开教学过程，努力使学生在经历探究的过程中，增强问题研究的意识，提高分析问题和解决问题的能力。七、课前准备1、学生分组实验器材的准备（

8、准备12组实验）小车（前端带小钩，选择有轮缘的轮子，以尽可能保证小车作直线运动）；100—200的砝码；用铝合金轨道做成的斜轨道、并在斜轨道一端的两侧适当位置对称地固定两个用于固定橡皮筋的铁夹子；电火花计时器及纸带；6根等长的橡皮筋。2、教师辅助教学资料9三段视频资料（如奥运会射箭比赛，足球运动员射门的情景，龙卷风、雪崩、热带风暴等）；PPT课件；用打点计时器研究自由落体运动与探究加速