第一篇：探究功與速度變化的關系教案_物理_教學設計_人教版

5.6 探究功與速度變化的關系

【教材版本】

普通高中課程標準實驗教科書（人民教育版）必修物理2 【設計思想】

1、圍繞實驗設計、實驗操作與實驗數據處理三個環節引導學生展開探究過程。通過小組討論、課件演示、動手實驗和實驗數據處理等一系列活動激發學生主動參與的積極性和和學習的熱情。教師根據知識發生、發展與變化的過程通過穿針引線的方式積極引導學生進行探索性學習，努力激發學生學習的興趣，培養學生探究發現和合作學習的能力。

2、采用“問題—討論—實驗—歸納”的探究性教學模式，使學生在獲得知識的同時，學會科學研究的方法，經歷伴隨著探究活動的深入而產生的情感體驗。

【教材分析】

1、知識結構分析

從本章知識的整個體系來說，本節教材只是為下一節“動能和動能定理”的理論推導奠定一個認識基礎，在教學中應靈活把握。

2、知識發生發展過程分析

在前面幾節內容中，已經成功地建立了重力勢能的概念，清楚了重力的功與重力勢能改變量間的關系，也探究了彈性勢能的表達式。那么，力對物體所做的功與物體的動能間又有什么關系呢？應該從什么途徑出發進行研究呢？顯然，既可以從已有知識出發通過邏輯推導的方法進行研究，也可以通過實驗的方式進行探究。

3、知識學習意義分析

引入“探究功與物體速度變化的關系”的目的就在于給學生增加探究與體驗的機會，提高理論聯系實際的水平，并有效地促使學生在探究中開闊思路，在分析問題和處理問題的過程中提高探究問題的水平；也可以有效地促使學生在學習動能定理后能比較深刻地認識到動能定理不僅對恒力做功的條件下成立，在變力做功的情況下也是成立的。因此，教師要積極創造條件，讓學生親身經歷實驗探究的過程。

4、教學建議與學法指導

本節內容的設計中，采用橡皮筋拉小車，在使小車獲得動能的過程中，探究橡皮筋做的功與小車速度變化的關系。由于橡皮筋的彈力隨其長度改變量間的關系是非線性的，因而橡皮筋對小車的功無法用現成的公式進行計算，本實驗的精妙之處就在于巧妙地回避了功的計算。教學中應放手讓學生自主探究，注重過程和方法而不要太看重結果。

【學情分析】

1、原有知識發展分析

學生在本章的前幾節內容中，已經初步樹立了功是能量變化的量度的觀念。那么，2教師活動：概括學生的答案，提出本節課的課題——“探究功與物體速度變化的關系”，用多媒體課件給出課題。

設計意圖：引入課題。

（二）進行新課

教師活動：用多媒體課件給出實驗目的和實驗器材。

問：如何利用所給的器材設計實驗方案（要求畫出簡圖并作簡要說明），請小組代表講解本組設計的實驗方案。

學生活動：學生可能設計出以下方案：

方案1：

方案2：

方案3：

方案1：繩的拉力和摩擦力做功，是恒力做功；

方案2：只有繩的拉力做功（重力分力與摩擦力平衡），是恒力做功； 方案3：橡皮筋的彈力（變力）、摩擦力做功，是變力作功。

教師活動：引導學生比較各方案的特點小結：為了使研究簡化，我們應將重力分力與摩擦力平衡掉，為了使研究更具普遍意義，我們采用方案3的變力做功。

設計意圖：培養自主探究能力，小組互相交流啟發取長補短

教師活動：教師引導學生針對方案3閱讀教材“探究的思路”思考以下問題：（用多媒體課件給出要思考的問題）

（1）探究過程中，我們是否需要測出橡皮筋做功的具體數值？是否需要測出各次小車速度的具體數值？可以怎么做？

（四）實例探究

有一只小老鼠離開洞穴沿直線前進，它的速度與到洞穴的距離成反比，當它行進到離洞穴距離為d1的甲處時速度為v1，試求：

（1）老鼠行進到離洞穴距離為d2的乙處時速度v2多大？（2）從甲處到乙處要用去多少時間？

解析：（1）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，得v2 d2 = v1d1 所以老鼠行進到離洞穴距離為d2的乙處時速度v2 = d1v1/d2（2）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，作出d?1圖象，如圖所示 v

由圖線下方的面積代表的物理意義可知，從d1到d2的“梯形面積”就等于從甲處到乙處所用的時間，易得t?(dd)(?)1?2設計意圖：用圖象法解決物理問題，簡便直觀，往往會收到意想不到的效果。

1211vv21【課余作業布置】

若再給你一架天平和砝碼，你能利用本實驗裝置研究功與質量、速度間的關系嗎？

請說說你的設想。

2提示 ： 我們已經知道功與速度間的關系是W∝v，所以功與質量、速度間的關系可能是W∝mv、W∝mv、W∝22

2vm2??

解析 ： 用天平測出小車的質量，并在小車內加不同數量的砝碼以改變小車的總質量m，如教材中的探究實驗那樣進行操作，確定橡皮筋所做的功W，測出小車相應的速度v，畫出W—mv、W—mv、W—確定相應的比例關系。22

2vm2等圖象，看哪一種圖象是過原點的傾斜直線，即可【板書設計】

第二篇：探究功與速度變化的關系教學設計

教學目標

1、知識與技能 會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度； 學習利用物理圖像探究功與物體速度變化的關系。

2、過程與方法：通過用紙帶與打點計時器來探究功與物體速度相關量變化的關系，體驗知識的探究過程和物理學的研究方法。

3、情感態度與價值觀：體會學習的快樂，激發學習的興趣；通過親身實踐，樹立”實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學理念。學習探究功與物體速度變化的關系的物理方法――倍增法，并會利用圖像法處理數據。實驗數據的處理方法――圖像法

重點

會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度，小車做勻速運動階段測量速度較合理。

難點

學習利用物理圖象探究功與物體速度變化的關系

教法及教具

自主探究、交流討論、自主歸納

教學過程

（一）閱讀教材，提出方法

配套器材：課本方案裝置 實驗思想方法：倍增法。雖為變力做功，但橡皮條做的功，隨著橡皮條數目的成倍增加功也成倍增加。這種方法的構思極為巧妙。歷史上，庫侖應用類似的方法發現了著名的庫侖定律。當然，恒力做功時，倍增法同樣適用。數據處理方法：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系。學生思考，提出預案 學生提出多種設計預案，在課上展示設計的思路和方法： 課本方案、氣墊導軌加數字毫秒計方案、鐵架臺打點計時器自由落體方案等。教師針對各種設計預案，進行分析： 主要從合理性、科學性、可行性等方面進行分析，略。

（二）師生研討，初定方案

1、制定基本的實驗方案：互動以下面幾個問題為中心展開： 探究中，我們是否需要橡皮筋做功的具體數值不需要。因為實驗是以倍增的思想方法設計，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。且實驗巧妙地將倍增的物理方法應用于變力做功。為了達到各次實驗中橡皮筋做的功成倍增加，即實現倍增，對各次實驗中橡皮筋的伸長量有什么要求你想出了什么辦法各次實驗中橡皮筋的伸長量必須相同。若使小車在橡皮筋的變力作用下產生的位移相同，就要有相同的運動起點。具體方法是：以第一次實驗時小車前端的位置為基準，垂直運動方向在木板上作出一條水平線。以后改變橡皮筋的條數時，小車前端仍以此位置為基準運動。小車獲得的速度怎樣計算小車在橡皮筋作用結束后，做勻速運動。找出紙帶中點距相等的一段。求出點距相等一段的平均速度，即為小車勻速運動的速度，即小車加速后獲得的速度。是否一定需要測出每次加速后小車速度的數值可以怎樣做不一定需要。設第一次小車獲得的速度為v，小車在第一次、第二次、…、第n次實驗中的速度為： 若令 則 即小車在第二次以后實驗中獲得的速度可以用第一次實驗中獲得的速度的倍數來表示。實驗完畢后，用什么方法分析橡皮筋對小車做的功與小車速度的關系 圖像法。如何在坐標紙上建立兩軸物理量如何確定適當的標度 縱坐標表示橡皮筋對小車做的功，橫坐標表示小車獲得的速度。以第一次實驗時的功W為縱軸的單位長度，可以用第一次實驗時的速度v為橫軸的單位長度，作出W—v曲線，即功—速度曲線。

2、確立基本的實驗方案，設計初步的實驗步驟： A。先將木板置于水平桌面，然后在釘有鋼釘的長木板上，放好實驗小車。B。把打點計時器固定在木板的一端，將紙帶穿過打點計時器的限位孔，紙帶一端夾緊在小車的后端，打點計時器接電源。C。過兩釘中垂線上的適當位置作兩釘的平行線，交中垂線于O點，作為小車每次運動的起始點。D。使用一根橡皮筋時，將小車的前端拉到O點，接通電源，打點計時器打點，釋放小車，小車離開木板前適時使小車制動，斷開電源，取下紙帶。重復本項前面的過程，選出點跡清晰的紙帶。E。換用同樣材料、粗細、長度的兩根、三根、…六根橡皮筋，依照D項的方法，分別進行實驗。F。以功為縱軸，以速度為橫軸，建立坐標系，用描點法作出圖像，看看是否是正比例圖像，若不是，功與速度的哪種相關量是正比的，功就與速度的這種相關量具有確定的函數關系。

（三）學生實驗，教師指導

1、學生按確定方案開始初步實驗。

2、教師適時提出問題，指導學生操作的技巧，針對問題，完善實驗操作。小車運動中會受到阻力，可以采用什么方法進行補償 可以采用平衡摩擦力的方法。具體操作是：使木板略微傾斜，將小車放到木板上，輕推小車，小車運動，觀察紙帶的點距。調節木板的傾角，觀察紙帶的點距，直到點距相等，表明恰平衡摩擦力。觀察打點的紙帶，點距是如何變化的點距是否均勻問題出在哪里若恰能平衡摩擦力，試分析小車會做何種運動應該采用哪些點

板書設計

課外作業

教學后記

第三篇：6. 實驗：探究功與速度變化的關系 教學設計 教案

教學準備

1.教學目標

1、知識與技能

（1）會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度；（2）學習利用物理圖像探究功與物體速度變化的關系。

2、過程與方法

通過用紙帶與打點計時器來探究功與物體速度相關量變化的關系，體驗知識的探究過程和物理學的研究方法。

3、情感態度與價值觀

體會學習的快樂，激發學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學理念。

2.教學重點/難點

教學重點：學習探究功與物體速度變化的關系的物理方法――倍增法，并會利用圖像法處理數據。

教學難點：實驗數據的處理方法――圖像法。

3.教學用具

多媒體、板書

4.標簽

教學過程

一、實驗目的

1．通過實驗探究力對物體做功與物體速度變化的關系． 2．體會探究過程和所用的方法．

二、實驗原理

讓橡皮筋拉動小車做功使小車的速度增加，使拉小車的橡皮筋的條數由1條變為2條、3條……則橡皮筋對小車做的功為W、2W、3W、……通過對打點計時器所打紙帶的測量計算出每次實驗結束時小車的速度，最后分析每次做的功與速度的關系，總結出功與速度的關系．

三、實驗器材

木板、橡皮筋(若干)、小車、打點計時器、低壓交流電源、紙帶、刻度尺等.四、實驗步驟

1．按如圖所示安裝好實驗儀器．

2．平衡摩擦力：將安裝有打點計時器的長木板的一端墊起，紙帶穿過打點計時器，不掛橡皮筋，接通電源，輕推小車，打點計時器在紙帶上打出間隔均勻的點．

3．第一次先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設此時橡皮筋彈力對小車做功為W，并將得到的數據記入表格．

4．換用2條、3條、4條……同樣的橡皮筋做實驗，并使橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同，測出速度為v2、v3、v4、……橡皮筋對小車做功分別為2W、3W、4W、……將數據記入表格．

5．分析數據，嘗試做W－v、W－v2等圖象，探究W、v的關系．

五、數據處理

1．速度數值的獲得：實驗獲得的是如圖所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功與小車速度的關系，需要測量的是彈力做功結束時小車的速度，即小車做勻速運動的速度．所以，應該在紙帶上測量的物理量是圖中A1、A3間的距離x，小車此時速度的表達式為v＝2T(x)，其中T是打點計時器的打點周期．即選擇相鄰距離基本相同的若干點A1、A2、A3、……來計算小車勻速運動時的速度．

六、誤差分析

1．誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做的功與橡皮筋的條數不成正比．

2．誤差的另一主要來源是可能沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡得不合適． 3．利用紙帶確定物體的速度時，測量不準也會帶來誤差．

七、注意事項

1．平衡摩擦力的方法：將木板一端墊高，輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動，找到木板的一個合適的傾角．

2．測小車速度時，紙帶上的點應選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動的． 3．橡皮筋應選規格一樣的，力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數值．

4．每次釋放小車時，都要讓它從同一位置由靜止開始運動． 5．小車質量應大一些，使紙帶上打的點多一些． 實驗探究

一、實驗原理及注意事項 例：用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關系．實驗時，先適當墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮筋彈力的作用下被彈出，沿木板滑行．小車滑行過程中帶動通過打點計時器的紙帶，記錄其運動情況．觀察發現紙帶前面部分點跡疏密不勻，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：

（1）適當墊高木板是為了________．

（2）通過紙帶求小車速度時，應使用紙帶的________(選填“全部”“前面部分”或“后面部分”)．

（3）若實驗做了n次，所用橡皮筋分別為1根、2根…n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2…vn，用W表示橡皮筋對小車所做的功，作出的Wv2圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v的關系是____________________________________.【解析】

（1）為使橡皮筋對小車做的功等于合力對小車做的功，需利用小車重力沿木板方向的分力平衡摩擦力．

（2）實驗中需要求橡皮筋做功后小車獲得的速度，所以應用紙帶的后面部分．（3）“過原點的直線”意味著縱橫坐標軸對應的兩個量成正比關系．

【答案】（1）平衡摩擦力（2）后面部分（3）W與速度v的平方成正比 實驗探究

二、圖象法處理實驗數據

例：在“探究功與速度變化的關系”實驗中得到甲、乙兩組數據(說明：小車質量為300 g，小車受力的位移為19 cm，使用的橡皮筋由1根增至6根，每次增加1根)：

試根據以下數據分別在圖中畫出Wv圖、Wv2圖．

由此可得出結論：_______________________________.【解析】 分析數據描點可作圖(如圖甲、乙所示)：

由此可得出結論：外力做的功與速度的平方成正比． 【答案】 見解析 規律總結

1．用圖象處理數據，比直接尋找W和v的關系更形象、直觀．

2．畫圖線時應畫成平滑的曲線，不能連成折線；在畫直線時盡可能使點落在直線上，不能落在直線上的點應均勻分布在直線的兩側．

實驗探究

三、實驗創新探究

例：某同學在“探究功與速度變化的關系”實驗中，設計了如圖甲所示的實驗．將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過電火花計時器．先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計時器的地方．然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列小點．得到的紙帶如圖乙所示．O點為計時器打下的第1個點．該同學對數據進行了下列處理：取OA＝AB＝BC，并根據紙帶算出了A、B、C三點的速度分別為vA＝0.12 m/s，vB＝0.17 m/s，vC＝0.21 m/s.【答案】 見解析

課堂小結

一、實驗目的

1．通過實驗探究力對物體做功與物體速度變化的關系． 2．體會探究過程和所用的方法．

二、實驗原理 讓橡皮筋拉動小車做功使小車的速度增加，使拉小車的橡皮筋的條數由1條變為2條、3條……則橡皮筋對小車做的功為W、2W、3W、……通過對打點計時器所打紙帶的測量計算出每次實驗結束時小車的速度，最后分析每次做的功與速度的關系，總結出功與速度的關系．

三、實驗器材

木板、橡皮筋(若干)、小車、打點計時器、低壓交流電源、紙帶、刻度尺等.四、實驗步驟

1．按如圖所示安裝好實驗儀器． 2．平衡摩擦力

3．第一次先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設此時橡皮筋彈力對小車做功為W，并將得到的數據記入表格．

4．換用2條、3條、4條……同樣的橡皮筋做實驗，并使橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同，測出速度為v2、v3、v4、……橡皮筋對小車做功分別為2W、3W、4W、……將數據記入表格．

5．分析數據，嘗試做W－v、W－v2等圖象，探究W、v的關系．

五、數據處理 處理方法

六、誤差分析 誤差的來與

七、注意事項

板書

一.猜想： 二 實驗方案的設計 三.實驗操作技巧（1）功的測定：相同橡皮筋、同一位置釋放（2）速度的測定：紙帶或光電門（3）平衡摩擦力：

（4）改進方案：氣墊導軌、光電門 四.實驗數據處理與結論（1）處理方法：

（2）實驗結論：外力對物體做的功與物體速度的平方成正比

第四篇：關于實驗“探究功與速度變化的關系”的一種改進方案

關于實驗“探究功與速度變化的關系”的一種改進方案

摘要：《普通高中課程標準實驗教科書物理必修2（人教版）》所編排的“探究功與物體速度變化的關系”的探究試驗，盡管目的明確，構思巧妙，取材簡單，容易激發學生的探究興趣，但要想準確達到試驗目的還是比較比較困難的，筆者通過將學生習題情境加以創造性的設計（核心儀器DIY），制定了可行的改進方案。關鍵詞：改進動機

方案原型

儀器DIY 實踐過程

優勢

正文

一、方案改進的動機

在人教版的教材中所提供的關于變力做功與速度變化的關系參考案例中采用了橡皮筋，而“對于本實驗來說，橡皮筋是影響實驗效果的關鍵因素。……比較適合本實驗的橡皮筋為橫截面為圓形、單根半徑約為0.7mm的細橡皮筋。如果在當地找不到這樣的橡皮筋，也可以選擇服裝制作中由多根細橡皮筋組成的帶狀或圓柱狀的松緊帶。帶狀松緊帶要仔細地剪成單股，圓柱狀松緊帶只要去掉包裹的紗線即可。”[1] 實踐證明，該規格的細橡皮筋不容易找到，選擇用松緊帶的建議則耗時耗力、工作量大，不具備可操作性。

對于常見的物理實驗器材-----彈簧卻沒有涉及，無論從可操作性還是使用的普遍性，彈簧較橡皮筋都具很大的優勢！

二、改進方案的原型

（多選題）某研究性學習小組覺得教材中實驗測量過程較復雜，改進如下：如圖所示，將教材實驗中的木板放在桌子的邊緣，小車的前端放一小球，小車在橡皮筋作用下加速運動，到桌子邊緣后小車在擋板作用下停止運動，小球做平拋運動，測出橡皮筋條數為1、2、3、…、n時的平拋距離x1、x2、x3、…、xn，則（）

A.如果忽略一切摩擦，x∝n（n為橡皮筋條數）

B.如果忽略一切摩擦，x2∝n（n為橡皮筋條數）

C.該實驗中小車受的摩擦力可以通過傾斜木板的方法平衡而不產生新的誤差

D.該實驗中傾斜木板會產生誤差

解析：小車觸碰擋板前與小球一起做加速運動，觸碰擋板的瞬間車與球具有共同的速度v，觸碰后小球以該速度為初速度做平拋運動。

設小球與車一起運動時離地面的高度為h，平拋運動的水平為x，則由平拋運動知識可知：

如果忽略一切摩擦，由動能定理可得：

聯立兩式有

若令該過程中每條橡皮筋做功為W，n條橡皮筋做功時對應小球的平拋距離為xn，則有：

若考慮摩擦，該實驗中的摩擦主要是小車所受的摩擦力，誠然可通過傾斜木板的方法來平衡，但該情況下小球將做斜下拋運動（不是推理時的平拋運動了）

故而本題的答案為BD

三、方案核心儀器DIY

根據方案原型所描述的物理情景，DIY本方案的核心儀器

關鍵實驗條件的保證（部件用途說明）：

1.彈簧所套細管――細管外徑稍小于彈簧內徑，保證彈簧形變時沿徑向形變

2.倍增法的體現（控制件）――使彈簧在固定桿和移動桿間發生壓縮形變，提起時彈簧釋放能量，恢復原狀;因為控制件的同一性保證了每次實驗中彈簧的形變量的一致性，從而保證彈簧所做的總功與彈簧數量成正比。如圖所示

3.改變彈簧數量――在移動桿和固定桿間根據需要放置彈簧如圖所示

4.小球平拋的初速度與物體加速過程末速度的一致――通過螺母來調節固定件的位置，使移動桿被螺桿前段約束時彈簧仍處于低程度的壓縮狀態

5.方案情景展現如圖所示

6.小鋼球做平拋運動――將儀器固定在桌面后，在移動桿上放置水準儀來檢驗儀器是否是水平安裝（如圖）

四、方案實踐過程

（一）實驗器材：小鋼球、水準儀（2個）、彈簧（5～～6根）、重錘線、毫米刻度尺、細沙盤、固定夾（2個）、核心DIY儀器

（二）實驗步驟：

1.將自制儀器用固定夾固定在桌面邊緣，并用水準儀檢測儀器水平安裝與否，保證儀器的移動桿在水平方向運動。

2.用重錘線確定小球離開移動桿瞬間在地面上的投影點，作為小球平拋運動的水平位移的測量起始點，用刻度尺測量出小球平拋時的數值高度h

3.取下水準儀，用控制件約束移動桿，將小球放置在移動桿上后迅速提起控制件釋放移動桿初步確定小球的落地點

4.將沙盤移至初步確定的小球落地點，重復步驟3，沙盤上小球的落地點用刻度尺測量小球平拋運動的水平位移x2，此時彈簧的根數為2，彈簧做功為2W，將數據填入記錄表中

5.改變彈簧數量重復步驟

3、步驟4，將測得的小球的水平位移x與對應的彈簧數量記錄在記錄表中

W

0

1W

2W

3W

4W

5W

6W

x（cm）

0.00

（三）數據分析與處理（同教材不再贅述）

（四）誤差分析

1.系統誤差：①摩擦力的存在

② 彈簧的根數是從2開始，當彈簧為1根的情景無法操作

2.偶然誤差：①測量小鋼球平拋運動的豎直高度時沒有考慮沙及沙盤的厚度

②實驗過程中固定不牢造成小鋼球做斜拋運動

③實驗過程中記錄小鋼球落地位置的沙盤位置發生改變

五、本方案的優勢

通過平拋運動的橋梁作用，使數據的采集更為簡便，直接將測量的位移參與到結論的歸結中，省去了計算速度的繁瑣。

來源于習題，將習題情景運用到實踐中拉近了學生“學”與“用”的距離，教師的創造性勞動更能身體力行地感染學生，在榜樣的帶動下學生會有意識地增加學以致用的動機。

此外，用彈簧來代替橡皮筋-------橡皮筋作功與彈簧做功本質上相同，因而從原理上來說是行得通的，況且彈簧是傳統的、經典的教學器材，在各教學器材店的存量、款式、規格等要比橡皮筋更易得到，增強了實驗的可操作性。至于該方案的核心儀器的各部件所需要的材料和工藝均不復雜，可在從事鋁合金工藝的店鋪中的下腳料即可滿足，在實現廢物再利用的同時，又讓學生感受可持續發展的內涵，實現了學科間知識的滲透融合！

參考文獻：

[1]杜敏 梁旭等 普通高中課程標準實驗教科書 物理2（必修）教師教學用書 人民教育出版社2007：107

第五篇：《探究功與物體速度變化的關系》案例說課稿

【設計思想】

以物理組推出“八環節，三落實”教學模式為主要指導思想，即教師教學八環節：“確定目標，自主學習，合作交流，引導探究，展示評價，梳理歸納，課堂檢測，拓展延伸”。學生學習三落實：“溫習鞏固，當日檢測，達標測評”，充分提高課堂教學的有效性。

【教學背景分析與教學對策的制定】

教材分析：本節內容為人教版高中物理（必修2）第七章《機械能》的第6節知識，是前面兩節內容的繼續，本節內容是尋求動能表達式的實驗探究過程，下節內容是尋求動能表達式的理論探究過程，為下節內容的理論探究奠定了一個實踐認識基礎，起到很好的鋪墊作用。

學情分析：學生已具有一定的實驗方案設計能力、實驗動手操作能力及實驗數據處理的能力，具有一定的實驗基礎。但學生以前接觸的力都是恒力做功，而這一節牽涉到變力做功問題，這是一個思維臺階，通過啟發學生理解及感悟將做功增倍，代替求具體功的巧妙之處。

教學對策：教師通過生活實例引入課題，然后再層層遞進，引導學生討論、實驗、觀察、分析，讓學生充分參與學習和探究過程。通過動手探究功與物體速度變化的關系，使學生經歷研究過程，體驗研究方法。

【教學目標】

1、知識與技能

（1）知道探究中需測定功與速度這兩個物理量。

（2）知道橡皮筋彈力做功大小與橡皮筋的條數成正比，體會取一根橡皮筋所做的功為單位來簡化問題的方法。

（3）掌握實驗方案中平衡摩擦力的方法。

（4）會選擇合適的測量點并進行速度計算，能根據實驗數據分析、總結得出實驗結論。

2、過程與方法

（1）領會教科書所給實驗方案中的探究過程。

（2）用打點計時器與紙帶來探究功與速度的關系，體驗探究過程中的物理學研究方法。

（3）通過數據處理體會并尋找做功與速度變化的關系。

3、情感、態度與價值觀

（1）體驗探究過程中的困難，加強團隊合作精神。

（2）領悟探究變力做功的奇妙方法，感受探究功與速度變化關系的方法，享受成功的樂趣。

【教學重點】

1、實驗方案的設計；

2、利用圖像法處理數據尋找功與速度變化的關系。

【教學難點】

變力功的處理方法。

【教學流程圖】

【教學過程中學生存在的主要問題及解決】

問題一、實驗方案的選擇。

學生通過已學知識以及閱讀課本，可以設計出以下三種不同方案，三種方案中都利用了打點計時器測量物體的速度，但三種方案中分別是三種不同的力做功，方案一是重力做功，方案二是拉力做功，方案三是彈力做功。

方案一 方案二 方案三

方案一存在的問題主要是：重力做功對速度的影響，與物體的質量無關。

方案二存在的問題主要是：拉力與小車的質量及所掛鉤碼的質量大小有關。

方案三存在的問題主要是：橡皮筋為變力，變力的功如何處理？

問題二、如何處理變力的功？

1．是否要直接測量出變力的功呢？能否測量出來嗎？

2．如何表示橡皮筋做的功？

通過啟發引導，若能使每條橡皮筋所做的功相同，如果一條橡皮筋對小車做功為W，則兩條橡皮筋做功為2W，三條為3W，依次類推，每次做功都可以用W的倍數來表達。這種處理方法，把不便于用公式計算的彈力做功轉換為比值代替，是一種很好的思維方法，其精妙之處在于巧妙的回避了功的計算。

問題三、如何求解物體運動的速度？

1．紙帶上的點，間距并不都是均勻的，應該采用什么樣的點來計算小車速度，為什么？

2．通過引導學生分析小車的運動狀態，確定選擇什么樣的點計算小車速度才正確。

因為小車先加速運動，再勻速運動，后減速，故宜取點跡清晰，間距較大且相當均勻的點來計算速度，如圖中E、F點。

問題四、如何處理實驗數據？

1．先設計好表格，在表格中填入實驗數據。

2．充分調動學生的思維，讓學生先進行猜想，功W與速度v之間可能有哪些關系？并誘導學生用什么方法比較容易看出W與v的關系？最后提出利用電子表格的圖表功能對實驗數據進行處理。

3．選取某組實驗數據并用電子表格及圖表形式展示，并最終得出實驗結果。

猜想一：做功與速度v是否成正比

猜想二：做功與速度v2是否成正比

猜想三：做功與速度v3是否成正比

通過圖象得出實驗結論：W∝v2，即功與物體的速度的平方成正比。（小車從靜止開始運動，初速度為零，末速度就是小車速度的變化。）

【課后反思】

1、整個課堂一直以探究活動為主，老師適時的設問，層層遞進，引導學生觀察、實驗、分析、討論，讓學生充分參與學習和探究過程。

2、本實驗為探究型實驗，開放性較強，能很好培養學生思維的靈活性，促進創新能力的培養。

3、由于受學生基礎以及時間的限制，部分學生實驗并不非常成功，特別是對實驗數據的處理方 面。