探究合外力做功和物體動能變化的關系

1、探究合外力做功和物體動能變化的關系教學案例北京師范大學南山附屬學校 王艷麗二00六年十月探究合外力做功和物體動能變化的關系教學案例北師大南山附中 王艷麗設計思想：學生的發(fā)展具有階段性，高一年級學生的認知能力正處于由具體形象思維向抽象邏輯思維過渡階段，在這一時期教師應盡量多地將書本知識與實際生活密切聯(lián)系起來，爭取以教學知識為載體幫助學生穩(wěn)步實現(xiàn)這一過渡。本節(jié)課開篇播放了四段學生熟悉的生活錄像，目的是使學生通過觀察了解合外力對物體做功與物體動能變化之間的定性關系。同時可以激發(fā)學生的學習興趣，實現(xiàn)將物理生活化、將生活物理化的另一教學目標。這也順應了新課標關于增強學生創(chuàng)新意識和實踐能力，發(fā)展學生探索自

2、然、理解自然的興趣與熱情的要求。兒童的發(fā)展自始至終都是一種兒童主體的自我調節(jié)活動。外界的環(huán)境刺激，只有被主體選擇，成為主體的反應對象時才會對主體的發(fā)展產生影響，所以在本節(jié)課所有的教學環(huán)節(jié)中都貫穿著以學生為主體的教學思想?？紤]到高一學生的思維活躍但動手能力尚需鍛煉的特點，在實驗探究環(huán)節(jié)我設計成先讓學生發(fā)散思維大膽設計然后根據(jù)身邊條件選擇易于操作、誤差較小的實驗方案進行實驗。使得學生自始至終都能夠積極參與，并且在活動的過程中體驗到成功的快樂！在做完實驗之后我又設計了一個利用已有知識對動能定理進行推導的環(huán)節(jié)，一方面培養(yǎng)了學生的抽象邏輯思維，另一方面也實現(xiàn)了對力學知識體系再認識的一次理論升華，同時對學

3、生解決問題的方法也有一定的指導意義。課標要求、教學內容及教學對象的大體分析：新課標要求“通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關系，理解動能和動能定理。用動能定理理解生活和生產中的現(xiàn)象?！本唧w操作為“用打點計時器或光電計時器探究恒力做功與物體動能變化的關系?！焙汀皬呐ｎD第二定律導出動能定理?！碧骄亢贤饬ψ龉臀矬w動能變化的關系屬于廣東版高中物理（必修2）第四章第三節(jié)內容。教材要求在本節(jié)中 (1) 要突出實驗探究，使學生經歷和體驗科學探究的方法；（2）重視學生的自主學習；（3）重視對學生的理性思維的訓練。根據(jù)課標要求本節(jié)教材創(chuàng)造性地采用了實驗探究的方法定量地研究外力對物體做功與物體動能的變化關系

4、，然后從理論上進行推導，最后歸納得出結論。高一年級學生在剛開始學習高中物理時由于抽象思維剛剛起步所以容易產生畏難情緒，采取由淺入深、由定性到定量的教學策略可以幫助學生克服畏難情緒。而且采用多樣化教學模式可以充分調動學生學習的積極性，培養(yǎng)學生的合作精神、探究意識。適度的理性思維訓練也會使學生體會科學探究、科學研究的方法。教學目標：1、知識與技能（1） 知道外力對物體做功可以改變物體的動能。（2） 理解動能定理，知道動能定理的使用條件，會用動能定理進行計算。（3） 能設計并會利用實驗進行探究物理規(guī)律。（4） 能用學過的知識進行理論推導。（5） 會用動能定理解決力學問題，知道規(guī)范解題的一般步驟。2、

5、過程與方法（1） 經歷探究的主要環(huán)節(jié)，通過實驗設計、觀察實驗現(xiàn)象、記錄和處理實驗數(shù)據(jù)，通過分析、比較、歸納得出實驗結果，通過理論分析、推導與論證，得到外力做功與物體動能變化的關系，體會科學探究的方法。（2） 通過理論分析與論證的過程，使學生受到理性思維的訓練。（3） 通過理論應用使學生靈活遷移所學知識解決實際問題。3、情感、態(tài)度與價值觀（1） 通過實驗與探究，培養(yǎng)學生的探究意識和動手實踐能力。（2） 經歷討論與交流，培養(yǎng)學生的語言表述能力和團結合作的學習精神。（3） 通過理論應用，培養(yǎng)學生對知識的遷移和應用能力。教學重點難點及資源準備：實驗探究恒力做功與動能變化之間的關系及動能定理是本節(jié)課的重

6、點。利用牛頓第二定律推導動能定理是本節(jié)課的難點。教學資源有：多媒體方面有四段錄像片段、PowerPoint課件，分組用實驗器材有電火花打點計時器、重錘、紙帶、刻度尺等。教學過程：課題引入：教師：觀看錄像，定性說出合外力對物體做功，物體動能發(fā)生怎樣的變化？ （播放四段錄像指導學生關注觀察對象，分析合外力對物體做功會引起物體動能發(fā)生怎樣的變化？）教師給出幻燈片：合外力對物體做正功，物體動能（ ）。合外力對物體做負功，物體動能 （ ）。學生：合外力對物體做正功，物體動能增加，合外力對物體做負功，物體動能減少。教師：那么，合外力對物體所做的功與物體在這一過程中動能的變化定量關系是怎樣的呢？一、實驗設計

7、：教師：請大家大膽猜想，說出你的想法。學生：相等；成正比；.教師：（打出幻燈片，給出兩種觀點的公式表達，以方便學生進行下一步的探究活動）。請大家設計一個實驗過程來進行探究。學生活動：（幾人一小組進行討論交流初步拿出小組方案。）教師：請說出你的研究方案中的（1）、研究對象；（2）、研究的運動過程；（3）、你的研究中需要測量哪些數(shù)據(jù)？（4）、需要哪些測量工具？師生交流、生生交流。（學生經過第一步的錄像觀察，能夠比較容易的在生活中找到研究對象。只是在如何測量上會感到有些困難，這時可適度引導提醒他們在實驗時可抓主要矛盾設計簡單容易操作的方案進行實驗。）教師：按桌面上提供的器材，小組討論后1、設計一個實

8、驗過程來進行探究。2、設計數(shù)據(jù)記錄表格。3、設計實驗步驟。二、實驗操作：教師給出參考表格、教師進行指導、學生實驗操作并記錄實驗數(shù)據(jù)。教師：根據(jù)你的實驗數(shù)據(jù)試分析在重錘下落的過程中，重力對重錘所做功與重錘動能變化之間有什么關系？學生：基本相等，重力做功值比動能增量略大。教師：那我們可以得出一個怎樣的結論？略大的原因是什么？學生：重力對重錘所做功基本等于重錘動能變化，略大的原因是在這一過程中有摩擦力在對重錘做功。教師：如果將摩擦力的影響考慮進去，應如何描述實驗結論？學生：合外力對物體做功與物體動能變化值相等。教師：由于我們并沒有測量摩擦力，所以這個結論含有猜想的成分。你能否用前面學過的理論去證明這

9、個結論。學生活動（可找兩至三名學生在黑板前板演。教師對程度略低的學生可給與一定的提示，如幫助他們確定一個易于研究的物理模型等。）教師根據(jù)學生所作的情況進行總結，讓學生在交流中體會學習物理的方法與技巧。教師：我們應用牛頓第二定律導出的這個公式是從功和能量的角度來研究力學問題的，它的名字叫動能定理，是這一章的重點。同學們在以后的學習中會逐步體會到它的重要性及優(yōu)越性。三、理論應用例題：質量為m的重球在距地面高為H處自由下落，打入沙坑的深度h。求沙子對重球的平均阻力f。四、小結教師：1、針對同一物理現(xiàn)象，可以從不同角度分析尋找相關的物理規(guī)律。2、動能定理內容： 3、文字表述：合外力對物體所做的功等于物

10、體動能的變化。4、你還有哪些收獲？學生發(fā)言表達自己的體會。五、布置作業(yè)1、利用理論或實踐驗證動能定理不僅適用于恒力做功和直線運動，同時也適用變力做功和曲線運動。2、教科書 74頁1、3、6。教學反思：本節(jié)課我要完成的一個重要任務是讓學生認識動能定理。在整體的設計中我貫穿著一個由感性到理性、由定性分析到定量研究再到理論分析的一個教學思想。在這個教學思想的引導下，教學設計按照學生的實際情況結合教學任務設置難度、梯度，使學生敢于向上爬、樂于向上爬！開篇的四段生活情景錄像使學生耳目一新，原來物理離生活這么近！提出問題后由于是定性結論所以幾乎所有學生都能較順利地完成，實現(xiàn)了學生能夠講物理與生活緊密聯(lián)系的學習目的，為接下來的實驗設計提供了很好的素材。學生發(fā)散式實驗設計環(huán)節(jié)收到的效果很好，學生們想的面很寬，大家共同討論各個方案的可行性，很大程度地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維。為了突出主要矛盾，也為了讓學生體驗成功的快樂，探究實驗按照教材的要求選擇了簡便易操作的重錘下落問題進行研究。在數(shù)據(jù)分析時教師注重引導重力做功與物體動能變化量不等的原因，這樣不僅培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度同時也使學生對動能定理有了深刻的理解。在理論分析論證環(huán)節(jié)我感到學生還不習慣利用已有信息去推理新信息。也就是思維還有些僵化，不能夠多角度分析問題，以為有了牛頓第二定律已經