高中物理-實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

PAGE第五章、機(jī)械能及其守恒定律第六節(jié)探究功與物體速度變化的關(guān)系【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(shì)能、彈性勢(shì)能的概念，知道了重力做功、彈力做功與重力勢(shì)能、彈性勢(shì)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(dòng)能。由于動(dòng)能的問題比勢(shì)能復(fù)雜些，所以本節(jié)暫不直接涉及動(dòng)能，而是先找到一個(gè)與動(dòng)能密切相關(guān)的物理量速度，先研究速度與功的關(guān)系?！窘虒W(xué)目標(biāo)】（一）知識(shí)與技能1、能夠領(lǐng)會(huì)探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。2、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(dòng)階段測量速度比較合理。（二）過程與方法1、能獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，會(huì)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

。2、能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理中尋找與的關(guān)系。（三）情感態(tài)度與價(jià)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)?！窘虒W(xué)對(duì)象分析】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“探究小車速度隨時(shí)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(jì)能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(shí)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(gè)思維臺(tái)階，應(yīng)通過對(duì)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?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)教學(xué)難點(diǎn)：難點(diǎn)是通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出功與物體速度變化的關(guān)系。【教具和學(xué)具準(zhǔn)備（一）演示器材，多媒體輔助教學(xué)（二）長木板、橡皮筋、小車、砝碼、交流電源、電火花或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙【教學(xué)模式】為了突出教學(xué)重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，體現(xiàn)新課標(biāo)“以人為本，主動(dòng)發(fā)展”的教學(xué)理念，突出學(xué)習(xí)的“再創(chuàng)造”，構(gòu)建學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)過程，在教學(xué)策略上我采用：創(chuàng)設(shè)問題情境————學(xué)生自主探究——辨析與研討——反思與評(píng)價(jià)組成的“四環(huán)節(jié)”探究式教學(xué)策略。自主、合作、探究式學(xué)習(xí)方式，平等和諧的師生對(duì)話方式展開教學(xué)【教學(xué)流程】【教學(xué)過程】步驟教師活動(dòng)學(xué)生行為方式方法預(yù)期目標(biāo)設(shè)計(jì)思路1導(dǎo)入：演示彈弓觀看視頻情景導(dǎo)入開發(fā)身邊的事例成為教學(xué)的資源，激發(fā)興趣，引入新課：2提問：彈丸為什么能夠發(fā)射出去？回答：彈弓對(duì)彈丸做了功。思考總結(jié)開發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力3演示：扔出紙團(tuán)提問：紙團(tuán)的動(dòng)能是怎么獲得的，觀察、思考回答：橡皮繩的力對(duì)紙團(tuán)做了功觀察思考強(qiáng)化概念4引導(dǎo)：由以上幾個(gè)例子，不難得出，力對(duì)物體做功，物體動(dòng)能發(fā)生了變化，但是我們現(xiàn)在還不能直接研究做功與動(dòng)能間的關(guān)系，不過動(dòng)能與速度密不可分。問：如果使紙團(tuán)的速度再大些，應(yīng)該怎么辦？聽講思考回答：使橡皮筋拉得更長些引導(dǎo)學(xué)習(xí)引出課題5問：如果使橡皮筋的條數(shù)增加一倍，在拉伸長度相等的情況下，橡皮繩對(duì)紙團(tuán)做的功就變?yōu)樵瓉淼摹O(shè)疑：那速度變?yōu)樵瓉淼摹^察，思考回答1：2倍回答：（2倍）思考回答設(shè)疑6引導(dǎo)：剛才有同學(xué)說，做功與速度成正比，能輕易這樣說嗎？還有其它可能性嗎？思考回答：也有其它可能性，功還可能與v2、v3、1/v成正比思考總結(jié)引出問題7問：我們用什么方法來探究他們的關(guān)系。引導(dǎo)：只要用實(shí)驗(yàn)測出力對(duì)物體做的功與其速度對(duì)應(yīng)關(guān)系，就可以來研究板書：W1、V1W2、V2思考回答：實(shí)驗(yàn)法思考總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生找出解決問題的途徑8問：大家想不想自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究一下實(shí)驗(yàn)室提供以下器材投影：器材說明：1、為簡單：質(zhì)量一定，初速度為02、功的確定：可以是恒力，也可是變力3、速度測量：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，光電門要求：可互相討論，也可對(duì)立思考，將設(shè)計(jì)好的方案用草圖的形式畫在白紙上1、回答問題：2、認(rèn)真聽講3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)合作探究激發(fā)學(xué)生敢于挑戰(zhàn)欲望，訓(xùn)練學(xué)生體驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般過程，培養(yǎng)學(xué)生合作意識(shí)，創(chuàng)新精神，9要求：請(qǐng)一些同學(xué)將你設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案畫在黑板上引導(dǎo)：通過大家的認(rèn)真思考，大家設(shè)計(jì)出了多種方案，多數(shù)是恒力做功，其中橡皮筋彈射是變力做功，在日常生活中變力做功更普遍，也更復(fù)雜，今天我們就用橡皮筋彈射實(shí)驗(yàn)來具體探究做功與速度變化的關(guān)系。展示、介紹設(shè)計(jì)思路聽講能力展現(xiàn)訓(xùn)練語言表達(dá)、邏輯思維能力10引導(dǎo)：實(shí)驗(yàn)方案有什么改進(jìn)和不足之處，你有什么困難？學(xué)生思考回答1解決摩擦力問題2功的計(jì)算問題3速度計(jì)算問題4小車不做直線運(yùn)動(dòng)思考分析師生互動(dòng)，解決困難11要求：請(qǐng)各組同學(xué)進(jìn)行試驗(yàn)，大家分工合作，相互配合，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。進(jìn)行試驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)能力展現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力、提高實(shí)驗(yàn)操作技能12問：每組同學(xué)都得出了六組數(shù)據(jù)，其中包括一組特殊的數(shù)據(jù)0和0，你能從W與V的數(shù)據(jù)中看出它們的關(guān)系嗎？問：用什么方法使它們的關(guān)系更直觀？要求：下面請(qǐng)同學(xué)們以W為橫軸，V為縱軸，將圖像畫在坐標(biāo)紙上，試試看回答1：不能回答2：圖像法合作探究訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、力13引導(dǎo)：畫出的圖形有什么特點(diǎn)思考回答：類似拋物線合作探究發(fā)現(xiàn)問題，合理推理的能力14要求：請(qǐng)同學(xué)們以W為橫軸，V2為縱軸，將圖像畫在坐標(biāo)紙上，試試看引導(dǎo)：畫出的圖形有什么特點(diǎn)思考回答：過原點(diǎn)的直線總結(jié)提升訓(xùn)練學(xué)生解決問題的能15引導(dǎo)：剛才同學(xué)們實(shí)用手工來處理數(shù)據(jù)，我們還可以用我們學(xué)過的計(jì)算機(jī)技術(shù)，鼠標(biāo)處理軟件excel來處理，我來示范一下，請(qǐng)把數(shù)據(jù)給我，演示：計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)說明：這樣處理更簡潔，直觀觀看學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，體會(huì)其優(yōu)點(diǎn)。16課后思考：你能用學(xué)過的知識(shí)通過理論推導(dǎo)的方法得出功與速度變化的關(guān)系嗎？記錄作業(yè)復(fù)習(xí)鞏固尋找新的途徑解決問題【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】探究性實(shí)驗(yàn)是以獲取物理新知識(shí)為目的的教學(xué)方式，所以安排在學(xué)習(xí)新知識(shí)之前，這樣就比驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的難度要大，其中難就難在要確立哪些物理量之間的關(guān)系上。學(xué)生需要在類比、推理的前提下，確立自己研究的課題和方法。首先在老師所設(shè)置問題的引導(dǎo)下，逐步展現(xiàn)問題并思考實(shí)驗(yàn)的大體方案。然后根據(jù)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并分析步驟中的注意事項(xiàng)，尤其是處理數(shù)據(jù)的方法，圖像法使物理量之間的關(guān)系直觀，好判斷。2010東昌府區(qū)2010東昌府區(qū)教學(xué)能手評(píng)選第五章、機(jī)械能及其守恒定律66探究功與物體速度變化的關(guān)系2010-6-22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“探究小車速度隨時(shí)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(jì)能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(shí)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(gè)思維臺(tái)階，應(yīng)通過對(duì)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。本節(jié)課采用實(shí)驗(yàn)探究，利用了多種教學(xué)方法，如自學(xué)閱讀、討論、分組實(shí)驗(yàn)、以及教師的演示和多媒體的靈活應(yīng)用，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)習(xí)效果顯著，是一節(jié)科學(xué)高效的課。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(shì)能、彈性勢(shì)能的概念，知道了重力做功、彈力做功與重力勢(shì)能、彈性勢(shì)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(dòng)能。由于動(dòng)能的問題比勢(shì)能復(fù)雜些，所以本節(jié)暫不直接涉及動(dòng)能，而是先找到一個(gè)與動(dòng)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(huì)，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(dòng)能表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)探究過程，下節(jié)內(nèi)容（動(dòng)能和動(dòng)能定理）是尋求動(dòng)能表達(dá)式的理論探究過程，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(gè)實(shí)踐認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，起到很好的鋪墊作用。評(píng)測練習(xí)1.關(guān)于探究功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,下列敘述正確的是()A.每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值B.每次實(shí)驗(yàn)中,橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C.放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平D.先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出2.在做“探究功與速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說法正確的是()A.通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值B.通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值C.通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度D.通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度3.在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中,小車會(huì)受到阻力,但可使木板傾斜作為補(bǔ)償.則下列操作正確的是()A.放開小車,能夠自由下滑即可B.放開小車,能夠勻速下滑即可C.放開拖著紙帶的小車,能夠自由下滑即可D.放開拖著紙帶的小車,能夠勻速下滑即可4.在“探究力對(duì)物體做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋的拉伸長度都保持不變,這樣每次()A.做的功一樣B.每條橡皮筋產(chǎn)生的彈性勢(shì)能相同C.產(chǎn)生的動(dòng)能相同D.產(chǎn)生的重力勢(shì)能相同5.對(duì)于橡皮筋做的功來說,直接測量是有困難的.我們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的解決,只需要測出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍,具體做法是()A.用同樣的力對(duì)小車做功,讓小車通過的距離依次為x、2x、3x……,力對(duì)小車做的功就是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……,力對(duì)小車做的功就是W、2W、3W……C.選用同樣的橡皮筋,在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致,當(dāng)用1條、2條、3條……同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功就是W、2W、3W……D.利用彈簧測力計(jì)測量對(duì)小車的拉力F,利用刻度尺測量小車在力F作用下移動(dòng)的距離x,便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車做的功,可控制為W、2W、3W……6.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(dòng)情況可描述為A、B之間為運(yùn)動(dòng),C、D之間為運(yùn)動(dòng),應(yīng)選來計(jì)算小車的速度v.

7.在做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí),小車的質(zhì)量為m,使用橡皮筋6根,每次增加1根,實(shí)驗(yàn)中W、v、v2的數(shù)據(jù)已填在表格中.W/條v/(m·QUOTEs-1s-1v2/(m2·QUOTEs-2s-200010.800.6421.101.2131.281.6441.532.3451.763.1061.893.57(1)試在圖甲、乙中作出圖象.(2)從圖象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是.

探究性實(shí)驗(yàn)是以獲取物理新知識(shí)為目的的教學(xué)方式，所以安排在學(xué)習(xí)新知識(shí)之前，這樣就比驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的難度要大，其中難就難在要確立哪些物理量之間的關(guān)系上。學(xué)生需要在類比、推理的前提下，確立自己研究的課題和方法。首先在老師所設(shè)置問題的引導(dǎo)下，逐步展現(xiàn)問題并思考