第一篇：探究功與速度變化的關(guān)系教案_物理_教學(xué)設(shè)計(jì)_人教版

5.6 探究功與速度變化的關(guān)系

【教材版本】

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（人民教育版）必修物理2 【設(shè)計(jì)思想】

1、圍繞實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理三個(gè)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)探究過(guò)程。通過(guò)小組討論、課件演示、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等一系列活動(dòng)激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與的積極性和和學(xué)習(xí)的熱情。教師根據(jù)知識(shí)發(fā)生、發(fā)展與變化的過(guò)程通過(guò)穿針引線的方式積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)，努力激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)和合作學(xué)習(xí)的能力。

2、采用“問(wèn)題—討論—實(shí)驗(yàn)—?dú)w納”的探究性教學(xué)模式，使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法，經(jīng)歷伴隨著探究活動(dòng)的深入而產(chǎn)生的情感體驗(yàn)。

【教材分析】

1、知識(shí)結(jié)構(gòu)分析

從本章知識(shí)的整個(gè)體系來(lái)說(shuō)，本節(jié)教材只是為下一節(jié)“動(dòng)能和動(dòng)能定理”的理論推導(dǎo)奠定一個(gè)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，在教學(xué)中應(yīng)靈活把握。

2、知識(shí)發(fā)生發(fā)展過(guò)程分析

在前面幾節(jié)內(nèi)容中，已經(jīng)成功地建立了重力勢(shì)能的概念，清楚了重力的功與重力勢(shì)能改變量間的關(guān)系，也探究了彈性勢(shì)能的表達(dá)式。那么，力對(duì)物體所做的功與物體的動(dòng)能間又有什么關(guān)系呢？應(yīng)該從什么途徑出發(fā)進(jìn)行研究呢？顯然，既可以從已有知識(shí)出發(fā)通過(guò)邏輯推導(dǎo)的方法進(jìn)行研究，也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行探究。

3、知識(shí)學(xué)習(xí)意義分析

引入“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的目的就在于給學(xué)生增加探究與體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，提高理論聯(lián)系實(shí)際的水平，并有效地促使學(xué)生在探究中開(kāi)闊思路，在分析問(wèn)題和處理問(wèn)題的過(guò)程中提高探究問(wèn)題的水平；也可以有效地促使學(xué)生在學(xué)習(xí)動(dòng)能定理后能比較深刻地認(rèn)識(shí)到動(dòng)能定理不僅對(duì)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(chuàng)造條件，讓學(xué)生親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程。

4、教學(xué)建議與學(xué)法指導(dǎo)

本節(jié)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，采用橡皮筋拉小車，在使小車獲得動(dòng)能的過(guò)程中，探究橡皮筋做的功與小車速度變化的關(guān)系。由于橡皮筋的彈力隨其長(zhǎng)度改變量間的關(guān)系是非線性的，因而橡皮筋對(duì)小車的功無(wú)法用現(xiàn)成的公式進(jìn)行計(jì)算，本實(shí)驗(yàn)的精妙之處就在于巧妙地回避了功的計(jì)算。教學(xué)中應(yīng)放手讓學(xué)生自主探究，注重過(guò)程和方法而不要太看重結(jié)果。

【學(xué)情分析】

1、原有知識(shí)發(fā)展分析

學(xué)生在本章的前幾節(jié)內(nèi)容中，已經(jīng)初步樹立了功是能量變化的量度的觀念。那么，2教師活動(dòng)：概括學(xué)生的答案，提出本節(jié)課的課題——“探究功與物體速度變化的關(guān)系”，用多媒體課件給出課題。

設(shè)計(jì)意圖：引入課題。

（二）進(jìn)行新課

教師活動(dòng)：用多媒體課件給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)器材。

問(wèn)：如何利用所給的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（要求畫出簡(jiǎn)圖并作簡(jiǎn)要說(shuō)明），請(qǐng)小組代表講解本組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生可能設(shè)計(jì)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(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生比較各方案的特點(diǎn)小結(jié)：為了使研究簡(jiǎn)化，我們應(yīng)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(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)自主探究能力，小組互相交流啟發(fā)取長(zhǎng)補(bǔ)短

教師活動(dòng)：教師引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)方案3閱讀教材“探究的思路”思考以下問(wèn)題：（用多媒體課件給出要思考的問(wèn)題）

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

（四）實(shí)例探究

有一只小老鼠離開(kāi)洞穴沿直線前進(jìn)，它的速度與到洞穴的距離成反比，當(dāng)它行進(jìn)到離洞穴距離為d1的甲處時(shí)速度為v1，試求：

（1）老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為d2的乙處時(shí)速度v2多大？（2）從甲處到乙處要用去多少時(shí)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(jìn)到離洞穴距離為d2的乙處時(shí)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(shí)間，易得t?(dd)(?)1?2設(shè)計(jì)意圖：用圖象法解決物理問(wèn)題，簡(jiǎn)便直觀，往往會(huì)收到意想不到的效果。

1211vv21【課余作業(yè)布置】

若再給你一架天平和砝碼，你能利用本實(shí)驗(yàn)裝置研究功與質(zhì)量、速度間的關(guān)系嗎？

請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的設(shè)想。

2提示 ： 我們已經(jīng)知道功與速度間的關(guān)系是W∝v，所以功與質(zhì)量、速度間的關(guān)系可能是W∝mv、W∝mv、W∝22

2vm2??

解析 ： 用天平測(cè)出小車的質(zhì)量，并在小車內(nèi)加不同數(shù)量的砝碼以改變小車的總質(zhì)量m，如教材中的探究實(shí)驗(yàn)?zāi)菢舆M(jìn)行操作，確定橡皮筋所做的功W，測(cè)出小車相應(yīng)的速度v，畫出W—mv、W—mv、W—確定相應(yīng)的比例關(guān)系。22

2vm2等圖象，看哪一種圖象是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，即可【板書設(shè)計(jì)】

第二篇：探究功與速度變化的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能 會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度； 學(xué)習(xí)利用物理圖像探究功與物體速度變化的關(guān)系。

2、過(guò)程與方法：通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與物體速度相關(guān)量變化的關(guān)系，體驗(yàn)知識(shí)的探究過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。

3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹立”實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)理念。學(xué)習(xí)探究功與物體速度變化的關(guān)系的物理方法――倍增法，并會(huì)利用圖像法處理數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法――圖像法

重點(diǎn)

會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度，小車做勻速運(yùn)動(dòng)階段測(cè)量速度較合理。

難點(diǎn)

學(xué)習(xí)利用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系

教法及教具

自主探究、交流討論、自主歸納

教學(xué)過(guò)程

（一）閱讀教材，提出方法

配套器材：課本方案裝置 實(shí)驗(yàn)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(shù)目的成倍增加功也成倍增加。這種方法的構(gòu)思極為巧妙。歷史上，庫(kù)侖應(yīng)用類似的方法發(fā)現(xiàn)了著名的庫(kù)侖定律。當(dāng)然，恒力做功時(shí)，倍增法同樣適用。數(shù)據(jù)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(guān)系。學(xué)生思考，提出預(yù)案 學(xué)生提出多種設(shè)計(jì)預(yù)案，在課上展示設(shè)計(jì)的思路和方法： 課本方案、氣墊導(dǎo)軌加數(shù)字毫秒計(jì)方案、鐵架臺(tái)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器自由落體方案等。教師針對(duì)各種設(shè)計(jì)預(yù)案，進(jìn)行分析： 主要從合理性、科學(xué)性、可行性等方面進(jìn)行分析，略。

（二）師生研討，初定方案

1、制定基本的實(shí)驗(yàn)方案：互動(dòng)以下面幾個(gè)問(wèn)題為中心展開(kāi)： 探究中，我們是否需要橡皮筋做功的具體數(shù)值不需要。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是以倍增的思想方法設(shè)計(jì)，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(shí)驗(yàn)巧妙地將倍增的物理方法應(yīng)用于變力做功。為了達(dá)到各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋做的功成倍增加，即實(shí)現(xiàn)倍增，對(duì)各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的伸長(zhǎng)量有什么要求你想出了什么辦法各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的伸長(zhǎng)量必須相同。若使小車在橡皮筋的變力作用下產(chǎn)生的位移相同，就要有相同的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)。具體方法是：以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車前端的位置為基準(zhǔn)，垂直運(yùn)動(dòng)方向在木板上作出一條水平線。以后改變橡皮筋的條數(shù)時(shí)，小車前端仍以此位置為基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)。小車獲得的速度怎樣計(jì)算小車在橡皮筋作用結(jié)束后，做勻速運(yùn)動(dòng)。找出紙帶中點(diǎn)距相等的一段。求出點(diǎn)距相等一段的平均速度，即為小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度，即小車加速后獲得的速度。是否一定需要測(cè)出每次加速后小車速度的數(shù)值可以怎樣做不一定需要。設(shè)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(shí)驗(yàn)中的速度為： 若令 則 即小車在第二次以后實(shí)驗(yàn)中獲得的速度可以用第一次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度的倍數(shù)來(lái)表示。實(shí)驗(yàn)完畢后，用什么方法分析橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的關(guān)系 圖像法。如何在坐標(biāo)紙上建立兩軸物理量如何確定適當(dāng)?shù)臉?biāo)度 縱坐標(biāo)表示橡皮筋對(duì)小車做的功，橫坐標(biāo)表示小車獲得的速度。以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W為縱軸的單位長(zhǎng)度，可以用第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的速度v為橫軸的單位長(zhǎng)度，作出W—v曲線，即功—速度曲線。

2、確立基本的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)初步的實(shí)驗(yàn)步驟： A。先將木板置于水平桌面，然后在釘有鋼釘?shù)拈L(zhǎng)木板上，放好實(shí)驗(yàn)小車。B。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板的一端，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，紙帶一端夾緊在小車的后端，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接電源。C。過(guò)兩釘中垂線上的適當(dāng)位置作兩釘?shù)钠叫芯€，交中垂線于O點(diǎn)，作為小車每次運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。D。使用一根橡皮筋時(shí)，將小車的前端拉到O點(diǎn)，接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，釋放小車，小車離開(kāi)木板前適時(shí)使小車制動(dòng)，斷開(kāi)電源，取下紙帶。重復(fù)本項(xiàng)前面的過(guò)程，選出點(diǎn)跡清晰的紙帶。E。換用同樣材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度的兩根、三根、…六根橡皮筋，依照D項(xiàng)的方法，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。F。以功為縱軸，以速度為橫軸，建立坐標(biāo)系，用描點(diǎn)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(guān)量是正比的，功就與速度的這種相關(guān)量具有確定的函數(shù)關(guān)系。

（三）學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)

1、學(xué)生按確定方案開(kāi)始初步實(shí)驗(yàn)。

2、教師適時(shí)提出問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生操作的技巧，針對(duì)問(wèn)題，完善實(shí)驗(yàn)操作。小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)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(yùn)動(dòng)，觀察紙帶的點(diǎn)距。調(diào)節(jié)木板的傾角，觀察紙帶的點(diǎn)距，直到點(diǎn)距相等，表明恰平衡摩擦力。觀察打點(diǎn)的紙帶，點(diǎn)距是如何變化的點(diǎn)距是否均勻問(wèn)題出在哪里若恰能平衡摩擦力，試分析小車會(huì)做何種運(yùn)動(dòng)應(yīng)該采用哪些點(diǎn)

板書設(shè)計(jì)

課外作業(yè)

教學(xué)后記

第三篇：6. 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系 教學(xué)設(shè)計(jì) 教案

教學(xué)準(zhǔn)備

1.教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能

（1）會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度；（2）學(xué)習(xí)利用物理圖像探究功與物體速度變化的關(guān)系。

2、過(guò)程與方法

通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與物體速度相關(guān)量變化的關(guān)系，體驗(yàn)知識(shí)的探究過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。

3、情感態(tài)度與價(jià)值觀

體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)理念。

2.教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)探究功與物體速度變化的關(guān)系的物理方法――倍增法，并會(huì)利用圖像法處理數(shù)據(jù)。

教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法――圖像法。

3.教學(xué)用具

多媒體、板書

4.標(biāo)簽

教學(xué)過(guò)程

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系． 2．體會(huì)探究過(guò)程和所用的方法．

二、實(shí)驗(yàn)原理

讓橡皮筋拉動(dòng)小車做功使小車的速度增加，使拉小車的橡皮筋的條數(shù)由1條變?yōu)?條、3條……則橡皮筋對(duì)小車做的功為W、2W、3W、……通過(guò)對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶的測(cè)量計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)小車的速度，最后分析每次做的功與速度的關(guān)系，總結(jié)出功與速度的關(guān)系．

三、實(shí)驗(yàn)器材

木板、橡皮筋(若干)、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶、刻度尺等.四、實(shí)驗(yàn)步驟

1．按如圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)儀器．

2．平衡摩擦力：將安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的長(zhǎng)木板的一端墊起，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，不掛橡皮筋，接通電源，輕推小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出間隔均勻的點(diǎn)．

3．第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋彈力對(duì)小車做功為W，并將得到的數(shù)據(jù)記入表格．

4．換用2條、3條、4條……同樣的橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，并使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都和第一次相同，測(cè)出速度為v2、v3、v4、……橡皮筋對(duì)小車做功分別為2W、3W、4W、……將數(shù)據(jù)記入表格．

5．分析數(shù)據(jù)，嘗試做W－v、W－v2等圖象，探究W、v的關(guān)系．

五、數(shù)據(jù)處理

1．速度數(shù)值的獲得：實(shí)驗(yàn)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(guān)系，需要測(cè)量的是彈力做功結(jié)束時(shí)小車的速度，即小車做勻速運(yùn)動(dòng)的速度．所以，應(yīng)該在紙帶上測(cè)量的物理量是圖中A1、A3間的距離x，小車此時(shí)速度的表達(dá)式為v＝2T(x)，其中T是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期．即選擇相鄰距離基本相同的若干點(diǎn)A1、A2、A3、……來(lái)計(jì)算小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度．

六、誤差分析

1．誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力做的功與橡皮筋的條數(shù)不成正比．

2．誤差的另一主要來(lái)源是可能沒(méi)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(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)也會(huì)帶來(lái)誤差．

七、注意事項(xiàng)

1．平衡摩擦力的方法：將木板一端墊高，輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板的一個(gè)合適的傾角．

2．測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)的． 3．橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的，力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值．

4．每次釋放小車時(shí)，都要讓它從同一位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)． 5．小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些． 實(shí)驗(yàn)探究

一、實(shí)驗(yàn)原理及注意事項(xiàng) 例：用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先適當(dāng)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(guò)程中帶動(dòng)通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，記錄其運(yùn)動(dòng)情況．觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點(diǎn)跡疏密不勻，后面部分點(diǎn)跡比較均勻，回答下列問(wèn)題：

（1）適當(dāng)墊高木板是為了________．

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

（3）若實(shí)驗(yàn)做了n次，所用橡皮筋分別為1根、2根…n根，通過(guò)紙帶求出小車的速度分別為v1、v2…vn，用W表示橡皮筋對(duì)小車所做的功，作出的Wv2圖線是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，這說(shuō)明W與v的關(guān)系是____________________________________.【解析】

（1）為使橡皮筋對(duì)小車做的功等于合力對(duì)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(shí)驗(yàn)中需要求橡皮筋做功后小車獲得的速度，所以應(yīng)用紙帶的后面部分．（3）“過(guò)原點(diǎn)的直線”意味著縱橫坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的兩個(gè)量成正比關(guān)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(shí)驗(yàn)探究

二、圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

例：在“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中得到甲、乙兩組數(shù)據(jù)(說(shuō)明：小車質(zhì)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(jù)以下數(shù)據(jù)分別在圖中畫出Wv圖、Wv2圖．

由此可得出結(jié)論：_______________________________.【解析】 分析數(shù)據(jù)描點(diǎn)可作圖(如圖甲、乙所示)：

由此可得出結(jié)論：外力做的功與速度的平方成正比． 【答案】 見(jiàn)解析 規(guī)律總結(jié)

1．用圖象處理數(shù)據(jù)，比直接尋找W和v的關(guān)系更形象、直觀．

2．畫圖線時(shí)應(yīng)畫成平滑的曲線，不能連成折線；在畫直線時(shí)盡可能使點(diǎn)落在直線上，不能落在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)．

實(shí)驗(yàn)探究

三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新探究

例：某同學(xué)在“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)．將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器．先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器的地方．然后接通電源，松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)．得到的紙帶如圖乙所示．O點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第1個(gè)點(diǎn)．該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理：取OA＝AB＝BC，并根據(jù)紙帶算出了A、B、C三點(diǎn)的速度分別為vA＝0.12 m/s，vB＝0.17 m/s，vC＝0.21 m/s.【答案】 見(jiàn)解析

課堂小結(jié)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系． 2．體會(huì)探究過(guò)程和所用的方法．

二、實(shí)驗(yàn)原理 讓橡皮筋拉動(dòng)小車做功使小車的速度增加，使拉小車的橡皮筋的條數(shù)由1條變?yōu)?條、3條……則橡皮筋對(duì)小車做的功為W、2W、3W、……通過(guò)對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶的測(cè)量計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)小車的速度，最后分析每次做的功與速度的關(guān)系，總結(jié)出功與速度的關(guān)系．

三、實(shí)驗(yàn)器材

木板、橡皮筋(若干)、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶、刻度尺等.四、實(shí)驗(yàn)步驟

1．按如圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)儀器． 2．平衡摩擦力

3．第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋彈力對(duì)小車做功為W，并將得到的數(shù)據(jù)記入表格．

4．換用2條、3條、4條……同樣的橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，并使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都和第一次相同，測(cè)出速度為v2、v3、v4、……橡皮筋對(duì)小車做功分別為2W、3W、4W、……將數(shù)據(jù)記入表格．

5．分析數(shù)據(jù)，嘗試做W－v、W－v2等圖象，探究W、v的關(guān)系．

五、數(shù)據(jù)處理 處理方法

六、誤差分析 誤差的來(lái)與

七、注意事項(xiàng)

板書

一.猜想： 二 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 三.實(shí)驗(yàn)操作技巧（1）功的測(cè)定：相同橡皮筋、同一位置釋放（2）速度的測(cè)定：紙帶或光電門（3）平衡摩擦力：

（4）改進(jìn)方案：氣墊導(dǎo)軌、光電門 四.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)論（1）處理方法：

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：外力對(duì)物體做的功與物體速度的平方成正比

第四篇：關(guān)于實(shí)驗(yàn)“探究功與速度變化的關(guān)系”的一種改進(jìn)方案

關(guān)于實(shí)驗(yàn)“探究功與速度變化的關(guān)系”的一種改進(jìn)方案

摘要：《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)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(guān)系”的探究試驗(yàn)，盡管目的明確，構(gòu)思巧妙，取材簡(jiǎn)單，容易激發(fā)學(xué)生的探究興趣，但要想準(zhǔn)確達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康倪€是比較比較困難的，筆者通過(guò)將學(xué)生習(xí)題情境加以創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)（核心儀器DIY），制定了可行的改進(jìn)方案。關(guān)鍵詞：改進(jìn)動(dòng)機(jī)

方案原型

儀器DIY 實(shí)踐過(guò)程

優(yōu)勢(shì)

正文

一、方案改進(jìn)的動(dòng)機(jī)

在人教版的教材中所提供的關(guān)于變力做功與速度變化的關(guān)系參考案例中采用了橡皮筋，而“對(duì)于本實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，橡皮筋是影響實(shí)驗(yàn)效果的關(guān)鍵因素?！容^適合本實(shí)驗(yàn)的橡皮筋為橫截面為圓形、單根半徑約為0.7mm的細(xì)橡皮筋。如果在當(dāng)?shù)卣也坏竭@樣的橡皮筋，也可以選擇服裝制作中由多根細(xì)橡皮筋組成的帶狀或圓柱狀的松緊帶。帶狀松緊帶要仔細(xì)地剪成單股，圓柱狀松緊帶只要去掉包裹的紗線即可?！盵1] 實(shí)踐證明，該規(guī)格的細(xì)橡皮筋不容易找到，選擇用松緊帶的建議則耗時(shí)耗力、工作量大，不具備可操作性。

對(duì)于常見(jiàn)的物理實(shí)驗(yàn)器材-----彈簧卻沒(méi)有涉及，無(wú)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(yōu)勢(shì)！

二、改進(jìn)方案的原型

（多選題）某研究性學(xué)習(xí)小組覺(jué)得教材中實(shí)驗(yàn)測(cè)量過(guò)程較復(fù)雜，改進(jìn)如下：如圖所示，將教材實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，到桌子邊緣后小車在擋板作用下停止運(yùn)動(dòng)，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，測(cè)出橡皮筋條數(shù)為1、2、3、…、n時(shí)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(shù)）

B.如果忽略一切摩擦，x2∝n（n為橡皮筋條數(shù)）

C.該實(shí)驗(yàn)中小車受的摩擦力可以通過(guò)傾斜木板的方法平衡而不產(chǎn)生新的誤差

D.該實(shí)驗(yàn)中傾斜木板會(huì)產(chǎn)生誤差

解析：小車觸碰擋板前與小球一起做加速運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)。

設(shè)小球與車一起運(yùn)動(dòng)時(shí)離地面的高度為h，平拋運(yùn)動(dòng)的水平為x，則由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知：

如果忽略一切摩擦，由動(dòng)能定理可得：

聯(lián)立兩式有

若令該過(guò)程中每條橡皮筋做功為W，n條橡皮筋做功時(shí)對(duì)應(yīng)小球的平拋距離為xn，則有：

若考慮摩擦，該實(shí)驗(yàn)中的摩擦主要是小車所受的摩擦力，誠(chéng)然可通過(guò)傾斜木板的方法來(lái)平衡，但該情況下小球?qū)⒆鲂毕聮佭\(yùn)動(dòng)（不是推理時(shí)的平拋運(yùn)動(dòng)了）

故而本題的答案為BD

三、方案核心儀器DIY

根據(jù)方案原型所描述的物理情景，DIY本方案的核心儀器

關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)條件的保證（部件用途說(shuō)明）：

1.彈簧所套細(xì)管――細(xì)管外徑稍小于彈簧內(nèi)徑，保證彈簧形變時(shí)沿徑向形變

2.倍增法的體現(xiàn)（控制件）――使彈簧在固定桿和移動(dòng)桿間發(fā)生壓縮形變，提起時(shí)彈簧釋放能量，恢復(fù)原狀;因?yàn)榭刂萍耐恍员ＷC了每次實(shí)驗(yàn)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(shù)量成正比。如圖所示

3.改變彈簧數(shù)量――在移動(dòng)桿和固定桿間根據(jù)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(guò)程末速度的一致――通過(guò)螺母來(lái)調(diào)節(jié)固定件的位置，使移動(dòng)桿被螺桿前段約束時(shí)彈簧仍處于低程度的壓縮狀態(tài)

5.方案情景展現(xiàn)如圖所示

6.小鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)――將儀器固定在桌面后，在移動(dòng)桿上放置水準(zhǔn)儀來(lái)檢驗(yàn)儀器是否是水平安裝（如圖）

四、方案實(shí)踐過(guò)程

（一）實(shí)驗(yàn)器材：小鋼球、水準(zhǔn)儀（2個(gè)）、彈簧（5～～6根）、重錘線、毫米刻度尺、細(xì)沙盤、固定夾（2個(gè)）、核心DIY儀器

（二）實(shí)驗(yàn)步驟：

1.將自制儀器用固定夾固定在桌面邊緣，并用水準(zhǔn)儀檢測(cè)儀器水平安裝與否，保證儀器的移動(dòng)桿在水平方向運(yùn)動(dòng)。

2.用重錘線確定小球離開(kāi)移動(dòng)桿瞬間在地面上的投影點(diǎn)，作為小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移的測(cè)量起始點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量出小球平拋時(shí)的數(shù)值高度h

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

4.將沙盤移至初步確定的小球落地點(diǎn)，重復(fù)步驟3，沙盤上小球的落地點(diǎn)用刻度尺測(cè)量小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x2，此時(shí)彈簧的根數(shù)為2，彈簧做功為2W，將數(shù)據(jù)填入記錄表中

5.改變彈簧數(shù)量重復(fù)步驟

3、步驟4，將測(cè)得的小球的水平位移x與對(duì)應(yīng)的彈簧數(shù)量記錄在記錄表中

W

0

1W

2W

3W

4W

5W

6W

x（cm）

0.00

（三）數(shù)據(jù)分析與處理（同教材不再贅述）

（四）誤差分析

1.系統(tǒng)誤差：①摩擦力的存在

② 彈簧的根數(shù)是從2開(kāi)始，當(dāng)彈簧為1根的情景無(wú)法操作

2.偶然誤差：①測(cè)量小鋼球平拋運(yùn)動(dòng)的豎直高度時(shí)沒(méi)有考慮沙及沙盤的厚度

②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中固定不牢造成小鋼球做斜拋運(yùn)動(dòng)

③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄小鋼球落地位置的沙盤位置發(fā)生改變

五、本方案的優(yōu)勢(shì)

通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的橋梁作用，使數(shù)據(jù)的采集更為簡(jiǎn)便，直接將測(cè)量的位移參與到結(jié)論的歸結(jié)中，省去了計(jì)算速度的繁瑣。

來(lái)源于習(xí)題，將習(xí)題情景運(yùn)用到實(shí)踐中拉近了學(xué)生“學(xué)”與“用”的距離，教師的創(chuàng)造性勞動(dòng)更能身體力行地感染學(xué)生，在榜樣的帶動(dòng)下學(xué)生會(huì)有意識(shí)地增加學(xué)以致用的動(dòng)機(jī)。

此外，用彈簧來(lái)代替橡皮筋-------橡皮筋作功與彈簧做功本質(zhì)上相同，因而從原理上來(lái)說(shuō)是行得通的，況且彈簧是傳統(tǒng)的、經(jīng)典的教學(xué)器材，在各教學(xué)器材店的存量、款式、規(guī)格等要比橡皮筋更易得到，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)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(fù)雜，可在從事鋁合金工藝的店鋪中的下腳料即可滿足，在實(shí)現(xiàn)廢物再利用的同時(shí)，又讓學(xué)生感受可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)了學(xué)科間知識(shí)的滲透融合！

參考文獻(xiàn)：

[1]杜敏 梁旭等 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 物理2（必修）教師教學(xué)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(guān)系》案例說(shuō)課稿

【設(shè)計(jì)思想】

以物理組推出“八環(huán)節(jié)，三落實(shí)”教學(xué)模式為主要指導(dǎo)思想，即教師教學(xué)八環(huán)節(jié)：“確定目標(biāo)，自主學(xué)習(xí)，合作交流，引導(dǎo)探究，展示評(píng)價(jià)，梳理歸納，課堂檢測(cè)，拓展延伸”。學(xué)生學(xué)習(xí)三落實(shí)：“溫習(xí)鞏固，當(dāng)日檢測(cè)，達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)”，充分提高課堂教學(xué)的有效性。

【教學(xué)背景分析與教學(xué)對(duì)策的制定】

教材分析：本節(jié)內(nèi)容為人教版高中物理（必修2）第七章《機(jī)械能》的第6節(jié)知識(shí)，是前面兩節(jié)內(nèi)容的繼續(xù)，本節(jié)內(nèi)容是尋求動(dòng)能表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，下節(jié)內(nèi)容是尋求動(dòng)能表達(dá)式的理論探究過(guò)程，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。

學(xué)情分析：學(xué)生已具有一定的實(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，具有一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。但學(xué)生以前接觸的力都是恒力做功，而這一節(jié)牽涉到變力做功問(wèn)題，這是一個(gè)思維臺(tái)階，通過(guò)啟發(fā)學(xué)生理解及感悟?qū)⒆龉υ霰?，代替求具體功的巧妙之處。

教學(xué)對(duì)策：教師通過(guò)生活實(shí)例引入課題，然后再層層遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生討論、實(shí)驗(yàn)、觀察、分析，讓學(xué)生充分參與學(xué)習(xí)和探究過(guò)程。通過(guò)動(dòng)手探究功與物體速度變化的關(guān)系，使學(xué)生經(jīng)歷研究過(guò)程，體驗(yàn)研究方法。

【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識(shí)與技能

（1）知道探究中需測(cè)定功與速度這兩個(gè)物理量。

（2）知道橡皮筋彈力做功大小與橡皮筋的條數(shù)成正比，體會(huì)取一根橡皮筋所做的功為單位來(lái)簡(jiǎn)化問(wèn)題的方法。

（3）掌握實(shí)驗(yàn)方案中平衡摩擦力的方法。

（4）會(huì)選擇合適的測(cè)量點(diǎn)并進(jìn)行速度計(jì)算，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、總結(jié)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2、過(guò)程與方法

（1）領(lǐng)會(huì)教科書所給實(shí)驗(yàn)方案中的探究過(guò)程。

（2）用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶來(lái)探究功與速度的關(guān)系，體驗(yàn)探究過(guò)程中的物理學(xué)研究方法。

（3）通過(guò)數(shù)據(jù)處理體會(huì)并尋找做功與速度變化的關(guān)系。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）體驗(yàn)探究過(guò)程中的困難，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神。

（2）領(lǐng)悟探究變力做功的奇妙方法，感受探究功與速度變化關(guān)系的方法，享受成功的樂(lè)趣。

【教學(xué)重點(diǎn)】

1、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)；

2、利用圖像法處理數(shù)據(jù)尋找功與速度變化的關(guān)系。

【教學(xué)難點(diǎn)】

變力功的處理方法。

【教學(xué)流程圖】

【教學(xué)過(guò)程中學(xué)生存在的主要問(wèn)題及解決】

問(wèn)題一、實(shí)驗(yàn)方案的選擇。

學(xué)生通過(guò)已學(xué)知識(shí)以及閱讀課本，可以設(shè)計(jì)出以下三種不同方案，三種方案中都利用了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)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(wèn)題主要是：重力做功對(duì)速度的影響，與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。

方案二存在的問(wèn)題主要是：拉力與小車的質(zhì)量及所掛鉤碼的質(zhì)量大小有關(guān)。

方案三存在的問(wèn)題主要是：橡皮筋為變力，變力的功如何處理？

問(wèn)題二、如何處理變力的功？

1．是否要直接測(cè)量出變力的功呢？能否測(cè)量出來(lái)嗎？

2．如何表示橡皮筋做的功？

通過(guò)啟發(fā)引導(dǎo)，若能使每條橡皮筋所做的功相同，如果一條橡皮筋對(duì)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(shù)來(lái)表達(dá)。這種處理方法，把不便于用公式計(jì)算的彈力做功轉(zhuǎn)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(jì)算。

問(wèn)題三、如何求解物體運(yùn)動(dòng)的速度？

1．紙帶上的點(diǎn)，間距并不都是均勻的，應(yīng)該采用什么樣的點(diǎn)來(lái)計(jì)算小車速度，為什么？

2．通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定選擇什么樣的點(diǎn)計(jì)算小車速度才正確。

因?yàn)樾≤囅燃铀龠\(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，后減速，故宜取點(diǎn)跡清晰，間距較大且相當(dāng)均勻的點(diǎn)來(lái)計(jì)算速度，如圖中E、F點(diǎn)。

問(wèn)題四、如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？

1．先設(shè)計(jì)好表格，在表格中填入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2．充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，讓學(xué)生先進(jìn)行猜想，功W與速度v之間可能有哪些關(guān)系？并誘導(dǎo)學(xué)生用什么方法比較容易看出W與v的關(guān)系？最后提出利用電子表格的圖表功能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

3．選取某組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并用電子表格及圖表形式展示，并最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)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(guò)圖象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：W∝v2，即功與物體的速度的平方成正比。（小車從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，初速度為零，末速度就是小車速度的變化。）

【課后反思】

1、整個(gè)課堂一直以探究活動(dòng)為主，老師適時(shí)的設(shè)問(wèn)，層層遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、討論，讓學(xué)生充分參與學(xué)習(xí)和探究過(guò)程。

2、本實(shí)驗(yàn)為探究型實(shí)驗(yàn)，開(kāi)放性較強(qiáng)，能很好培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性，促進(jìn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3、由于受學(xué)生基礎(chǔ)以及時(shí)間的限制，部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)并不非常成功，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方 面。