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《探究功与速度变化的关系》教学设计
【学习目标】
(一) 知识与技能
1.理解探究性实验中的探究思路、操作技巧和数据处理,能够自主设计实验。
2.利用打点计时器打出的纸带计算物体运动的速度。
3.运用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
(二) 过程与方法
1.通过实验操作过程中控制实验条件的方法,体验知识的探究过程。
2.体验通过实验数据处理寻找物理量间关系的方法。
(三) 情感态度与价值观
1.通过探究过程体会物理学的逻辑之美和方法之美,体会数理的巧妙结合,激发学生求知欲和学习兴趣。
2.通过实验探究的各个环节,培养学生敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
【学习重点】变力做功的处理,利用图像处理数据【学习难点】变力做功的处理,利用图像处理数据,创新思维的培养
【学习方法】教师点拨引导,学生自主讨论、合作;师生、生生互动探究
【学习过程】
教师活动
学生活动
说明
引入新课
1.播放视频并出示思考题:
小鸟的速度为什么增加?
播放动画引起思考:
哪个力做功使木箱的速度变化?
2.引入:
请同学们猜想,合力做功与速度变化之间有怎样的定量关系?
橡皮筋的弹力力对小鸟做功会使小鸟速度变化
合力做功使木箱速度变化
通过视频展示激发同学们探究的欲望。
新课探究
1. 猜想:
合力做功与木箱速度变化之间有怎样的定量关系?
如何证明你的猜想是否正确?
这节课我们就利用实验定量探究合力做功与速度变化的关系。
2. 实验方案的设计
2.2 实验方案的设计
(1) 引导学生思考:你能设计什么样的实验方案证实你的猜想?
(2) 学生展示后总结:前几种是重力和拉力做功,是恒力的功,后几种是橡皮筋、弹簧的弹力做功,是变力的功。生活中,我们接触更多的是变力的功,所以我们就用这种方案进行探究。
3. 实验操作技巧
3.1功的测定
思考:
(1) 能否精确测量橡皮筋对小车做的功?
(2) 想办法简化对橡皮筋做功的测量?
提问
做实验
分组讨论,由小组选派代表展示讨论结果。
各小组推举代表展示实验设计方案,如:重力法、橡皮筋法等。
小组讨论回答
倍增法
论证学生提出的实验方案的可行性,并确定本节的实验方案。
通过相关问题的设置和学生的回答情况,教师强调实验探究中应注意的事项。
【新课探究
(3) 为了使弹力每次做功成倍率变化,在实验中对橡皮筋和小车释放位置有怎样的要求?
点拨:这种做法巧妙地回避了具体功数值的计算,可使问题简化,但对橡皮筋的要求比较高。
3.2 速度的测定
演示:小车被橡皮筋弹射的过程。
(1) 小车做什么运动?
(2) 要测量小车在哪段中的运动速度?
(3) 如何测量这段的运动速度?
3.3 平衡摩擦力
(1) 提出问题:小车运动过程中受几个力?为使橡皮筋的拉力充当合力,其他力应怎样处理?
如何平衡摩擦力?
复习平衡摩擦力的原理及实验操作。
强调注意事项:平衡摩擦力时应将木板放有打点计时器的一端垫高,小车不连橡皮筋,尾部固定一纸带,轻推小车使小车沿木板向下能做匀速运动。
(3) 如何判断小车做匀速运动?
学生起立回答:小车先加速后匀速运动;要测量的是做匀速运动的速度;在纸带上选取间距均匀的点来确定小车获得的速度,即。
小组讨论,并推举代表回答:重力、支持力、摩擦力、橡皮筋的弹力;将其他力平衡掉。
思考后回答:可把长木板一端垫高,使重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。
充分讨论后代表发言:如果纸带上打出的点间距是均匀的,说明小车做匀速运动。
让学生掌握从纸带获取数据、计算小车速度的方法。
让学生概括总结出实验中出现误差的主要原因及解决方案,提高学生分析、解决问题的能力。
教师活动
学生活动
说明
新课探究
学生分组实验
学生自主设计实验方案,讨论并展示
各小组相互协作、紧密配合,在操作中注意以下问题:
平衡摩擦力
b.必须使用同一规格的橡皮筋
c.每次释放滑块时的位置应相同
d.记录数据时只记录滑块匀速运动的速度值。
每小组按要求进行实验并将数据填入下表。
5. 实验数据处理与结论
1.提出问题:请各小组关闭电源,分析你们组的—的数据, 猜猜与是什么关系?
2.提出问题:如何更直观、简便地分析功与速度变化的关系?
搜集各组的作图情况,并通过实物投影进行展示。
3.提出问题:由此我们可以得出什么样的结论?
4.总结结论:当物体初速度为零时,外力对物体做的功与物体速度的平方成正比,即 ().
以上数据的处理都是手工操作完成的,我们也可以用数表软件来处理数据.
按照操作步骤和注意的事项,学生分组进行实验探究。
猜想-验证猜想-得出结论
要求小组各成员在实验中紧密配合,共同完成实验探究;同时教师根据学生实验的情况适时点拨。
让学生体会这种用数学方法解决物理问题的思路,培养学生养成良好的思维习惯。
【课
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