《探究功与速度变化的关系》教学设计

《探究功与速度变化的关系》教学设计教学目标：一  知识与技能1.掌握测量速度的方法。2.会根据实际要求来“计算”橡皮筋所做的功。3.学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。二  过程与方法1.经历探究功与速度变化关系的过程，领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路，体会实际探究过程中如何“计算”变力做功的方法。2.能进行实验操作，会采集实验数据。三  情感态度与价值观1.体验探究的困难，享受成功的乐趣。2.通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣。教材分析教学重点学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据教学难点1．领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路2．实验数据的处理方法-----图像法教学过程引入课题→提出问题→大胆猜想→设计方案→进行实验→检验评价→交流分享一、引入课题在上课之前，先观看一段子弹头列车直线加速的片断录像，提示学生注意观看它们的加速过程。老师： 通过刚才的录像，我们看到列车的加速非常快。是什么力使赛车加速的呢？学生：火箭的推力和阻力的合力。教师：对，就是推力与阻力的合力对汽车做功使列车的速度增大。这节课我们就来探究合力做功与速度变化的关系。二、提出问题情境：一个物体在光滑水平面上受到水平拉力F的作用，由静止开始运动一段距离后，速度变为v。问题：F对物体做的功W与物体的末速度v之间有什么关系呢？三、大胆猜想老师：我们一起来猜一猜，W和v之间到底是什么样的关系，请大家大胆地说出自己的猜想。教师：请同学们把自己的猜想写在黑板上。猜想：1  W越大，v越大；2  W与v成正比；3  W与v2成正比……四、设计方案1．测量滑块的速度v。老师：要验证这些猜想的正确性，需要测出合力做的功W和物体的末速度v。我们先来思考怎样测出物体的末速度v，看谁想出的办法最好。学生介绍测量速度的方法，教师点评。老师：这几种办法都很好，也各有特点。由于用光电门和传感器的方法最简便，我们在这里采用光电门和传感器来测量出物体的末速度v。介绍传感器测速度的原理和过程：2．测量合力对物体做的功请同学们思考怎样测出合力对物体做的功，并设计好实验装置，画出简图。展示方案，学生进行讨论、探究。展示用橡皮筋拉着滑块运动的装置图。老师：橡皮筋对滑块的拉力是变力，不能直接利用W=Fs计算得出，因此要测出做功的具体数值比较麻烦。我们可不可以想一种方法，不要测出拉力做功的具体数值就能找到W与v的关系呢？请同学们讨论一下。学生活动：讨论得出不用测出做功的具体数值就能得到功与速度变化的关系的方法。第一次用一根橡皮筋拉着滑块运动，拉力做的功为W，测出滑块的末速度v1；第二次用两根橡皮筋拉着滑块运动，拉力做的功为2W，测出滑块的末速度v2……这样让橡皮筋做的功成倍地增加，就不用测出功的具体数值了。师：很好，不过得注意必须采用相同的橡皮筋，而且橡皮筋每次伸长到同样的长度，这样才保证每根橡皮筋做的功相同，功成整数倍地增加。3．分析数据，寻找W与v的关系。五、进行实验实验目的：探究滑块所受合力做功与滑块速度变化的关系实验器材：气垫导轨、滑块、橡皮筋、传感器、光电门实验步骤1．按要求安装、调节仪器。师：安装仪器时应使导轨水平，怎样判断导轨是否已经水平了呢？将滑块轻轻地放在接上了气泵的导轨上，如果滑块静止或做缓慢的匀速运动，我们就认为导轨是水平的。2．用一根橡皮筋拉着滑块在气垫导轨上运动，用传感器测出滑块经过光电门时的速度v。3．改变橡皮筋的条数，重复第2步。下面请同学们按照实验步骤操作，并将实验数据填入下面的表格中。学生操作实验，记录数据。4．分析橡皮筋对滑块做的功W及其对应的速度v，得出功与速度变化的关系。六、检验评价1．寻找功与速度的关系？先直接观察数据，猜猜是什么关系？学生讨论各种分析数据的方法，发表看法。2．画出图像：学生分组画图，展示结果。分析图像，得出结论。3．得出结论：探究结论：当初速度为零时，橡皮筋对滑块做的功与滑块末速度的平方成正比。即W∝v2说明：（1）橡皮筋对滑块的弹力就是滑块受到的合力，所以橡皮筋做的功就是合力做的功。（2）由于滑块从静止开始运动，初速度为零，末速度等于滑块的速度变化。七、交流分享  思考：如果不用气垫导轨和滑块，而用木板和小车来完成这一实验，实验前还应该做哪些准备？（平衡摩擦力）