课时24 §7.6实验:探究功和速度变化的关系 概述(介绍本课时内容在本章中的作用,主要学习内容,具体细化的三维学习目标,重点、难点,学 习本节学生的优势和不足,主要学习活动和预期学生表现性成果 本节在本章中的作用: 在本章的前几节内容中已经掌握重力势能变化跟重力做功有紧密关系,弹簧弹性势能和弹簧弹 力做功有紧密关系,已经初步树立了功是能量转化的量度的观念,既然力对物体所做的功与物体势 能变化有紧密关系,那么力对物体所做的功与物体动能的改变量间存在着什么关系呢?这是学生急待 解决的问题。引入″探究功与物体速度变化的关系″这节内容正所谓急学生所急,了解到功和速度变 化的关系是为了下一节”动能和动能定理"的理论推导奠定一个认识基础,也是对前面的理论知识学 习的一个缓冲,学生能通过自己亲自体会探究功和能变化之间的关系,为今后功能关系的学习埋下 个伏笔,通过本节内容的教学,也可以从今学生在学习动能定理后能比较深刻地认识到动能定理 不仅在恒力做功的条件下成立,在变力做功的情况下也是成立的 三维学习目标: 、知识与技能 1、领会探究功与物体速度变化关系的实验设计思路,经历探究学习的体验过程。 2、理解巧妙改变做功倍数的方法 3、知道用小车做匀速运动阶段的数据来测量速度比较合理 4、能进行实验操作,会采集实验数据 5、学会利用实验数据寻找W与v的关系。 、过程与方法 1、能通过老师点拨修正好自己的实验设计思路。 2、能独立进行实验操作,会采集实验数据 3、能够从对实验数据进行分析与处理中寻找功w与速度变化v的关系 三、情感、态度与价值观 1、体验探究过程中遇到的困难,享受探究过程带来的成功乐趣。 通过实验探究,体会学习的快乐,激发学习的兴趣 、通过亲身实践,树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观 学习本节学生的优势和不足: 本节课围绕实验设计、实验操作与实验数据处理三个环节引导学生展开探究过程。通过小组讨 论、动手实验和实验数据处理等一系列活动激发学生主动参与的积极性和学习的热情。这节内容是 要求学生自己根据课本上两个实验方案材料去自己设计实验进行探究,存在一定的难度,教师可以 通过一系列问题引领学生去思考问题,解决问题从而设计实验方案应该较好一点,学生本来对变力 做功不是很了解,通过倍比来探究拓展学生的思路,开阔学生的视野 主要学习活动: 活动1.学生观看视频,思考足球、箭矢的速度怎么获得的?
课时 24 §7.6 实验：探究功和速度变化的关系 概述(介绍本课时内容在本章中的作用，主要学习内容，具体细化的三维学习目标，重点、难点，学 习本节学生的优势和不足，主要学习活动和预期学生表现性成果) 本节在本章中的作用： 在本章的前几节内容中已经掌握重力势能变化跟重力做功有紧密关系，弹簧弹性势能和弹簧弹 力做功有紧密关系，已经初步树立了功是能量转化的量度的观念，既然力对物体所做的功与物体势 能变化有紧密关系，那么力对物体所做的功与物体动能的改变量间存在着什么关系呢?这是学生急待 解决的问题。引入"探究功与物体速度变化的关系"这节内容正所谓急学生所急，了解到功和速度变 化的关系是为了下一节"动能和动能定理"的理论推导奠定一个认识基础，也是对前面的理论知识学 习的一个缓冲，学生能通过自己亲自体会探究功和能变化之间的关系，为今后功能关系的学习埋下 一个伏笔，通过本节内容的教学，也可以从今学生在学习动能定理后能比较深刻地认识到动能定理 不仅在恒力做功的条件下成立，在变力做功的情况下也是成立的。 三维学习目标： 一、知识与技能 1、领会探究功与物体速度变化关系的实验设计思路，经历探究学习的体验过程。 2、理解巧妙改变做功倍数的方法。 3、知道用小车做匀速运动阶段的数据来测量速度比较合理。 4、能进行实验操作，会采集实验数据。 5、学会利用实验数据寻找 w 与 v 的关系。 二、过程与方法 1、能通过老师点拨修正好自己的实验设计思路。 2、能独立进行实验操作,会采集实验数据。 3、能够从对实验数据进行分析与处理中寻找功 w 与速度变化 v 的关系。 三、情感、态度与价值观 1、体验探究过程中遇到的困难，享受探究过程带来的成功乐趣。 2、通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣。 3、通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。 学习本节学生的优势和不足： 本节课围绕实验设计、实验操作与实验数据处理三个环节引导学生展开探究过程。通过小组讨 论、动手实验和实验数据处理等一系列活动激发学生主动参与的积极性和学习的热情。这节内容是 要求学生自己根据课本上两个实验方案材料去自己设计实验进行探究，存在一定的难度，教师可以 通过一系列问题引领学生去思考问题，解决问题从而设计实验方案应该较好一点，学生本来对变力 做功不是很了解，通过倍比来探究拓展学生的思路，开阔学生的视野。 主要学习活动： 活动 1. 学生观看视频，思考足球、箭矢的速度怎么获得的？
活动2.初步了解实验的目的、实验器材 活动3.怎样处理功的问题和怎么样处理速度的问题? 活动4.处理实验前一些细节问题 活动5.再次熟悉打点计时器的使用。 活动6.各个小组依据分发下去的实验仪器进行实验,在表格中记录数据。 活动7.设计探究功和速度变化的关系的其他实验方案 活动8.点评学生上交的实验设计方案 活动9.依据数据判断功和速度变化的关系 活动10.各个小组分别作出几种图像、总结功和速度的关系 活动11学生思考并完成巩固练习 预期学生表现性成果: 1.能想到物体速度变化与力做功有关.。 2.能积极思考提出的问题并较完善回答的问题。 3.能独立完成实验,并能处理在实验过程中遇到的问题 4.能用图像法处理实验数据 学情分析:本节课通过前面学习的内容引出问题,从而导出新课。引起学生的学习兴趣、探究兴 趣,使学生明确我们这两节课学习目标。如果运用恒力做功的方式来探究功与物体速度变化间的关 系,可能会使学生产生审美疲劳,因为我们在”探究加速度与力、质量的关系"时己经用过这套实验装 置。现在,选择利用橡皮筋的拉力做功来探究功与物体速度变化间的关系,不仅考虑到这样处理容易 使学生产生新鲜感,进而产生探究的兴趣,也因为变力做功对实际问题来说更具有普遍性。这样的设 计思路,把不便于用公式进行计算的橡皮筋对小车的弹力的功通过思维的变换,用改变橡皮筋条数 保持小车在相同距离的条件下,弹力做功的大小与橡皮筋的条数成正比来取代,这是一种极其巧妙地 思路,也是一种很好地进行科学探究的思维方法。同时,也非常符合中学生的认知特点,对开阔学生的 视野,提高科学素养等方面都会产生积极的影响。 ①学生观看视频思考足球、箭矢的速度怎么获得的? ②探究实验的目的是什么? ③需要测量哪些物理量? ④橡皮筋对小车做功是变力做功,测出橡皮筋对小车做的功,明显是比较 困难的,怎么解决这个问题呢? ⑤在解决上面问题以后小车在橡皮筋作用下加速运动,需要将小车运动过 程中的所有速度都测出来吗?我们需要测量什么时候的速度? 课时问题设计 ⑥在改变做功的怎么保证1个橡皮筋做功是w时,两个就是2w,3根即使 ⑦小车在长木板上运动,是不是只有橡皮筋对它有力的作用,其他力对它 做功吗? ⑧摩擦力做功了并且不妤计算,我们能不能想点办法平衡摩擦力,让他不 影响实验? ⑨打点计时器使用:是先释放小车后接通打点计时器电源还是先接通打点
活动 2.初步了解实验的目的、实验器材。 活动 3.怎样处理功的问题和怎么样处理速度的问题？ 活动 4.处理实验前一些细节问题。 活动 5.再次熟悉打点计时器的使用。 活动 6.各个小组依据分发下去的实验仪器进行实验，在表格中记录数据。 活动 7.设计探究功和速度变化的关系的其他实验方案。 活动 8. 点评学生上交的实验设计方案。 活动 9.依据数据判断功和速度变化的关系。 活动 10. 各个小组分别作出几种图像、总结功和速度的关系。 活动 11.学生思考并完成巩固练习。 预期学生表现性成果： 1.能想到物体速度变化与力做功有关.。 2.能积极思考提出的问题并较完善回答的问题。 3.能独立完成实验，并能处理在实验过程中遇到的问题。 4.能用图像法处理实验数据。 学情分析：本节课通过前面学习的内容引出问题，从而导出新课。引起学生的学习兴趣、探究兴 趣，使学生明确我们这两节课学习目标。如果运用恒力做功的方式来探究功与物体速度变化间的关 系,可能会使学生产生审美疲劳,因为我们在"探究加速度与力、质量的关系"时已经用过这套实验装 置。现在,选择利用橡皮筋的拉力做功来探究功与物体速度变化间的关系,不仅考虑到这样处理容易 使学生产生新鲜感,进而产生探究的兴趣,也因为变力做功对实际问题来说更具有普遍性。这样的设 计思路,把不便于用公式进行计算的橡皮筋对小车的弹力的功通过思维的变换,用改变橡皮筋条数, 保持小车在相同距离的条件下,弹力做功的大小与橡皮筋的条数成正比来取代,这是一种极其巧妙地 思路,也是一种很好地进行科学探究的思维方法。同时,也非常符合中学生的认知特点,对开阔学生的 视野,提高科学素养等方面都会产生积极的影响。 课时问题设计 ①学生观看视频思考足球、箭矢的速度怎么获得的？ ②探究实验的目的是什么？ ③需要测量哪些物理量？ ④橡皮筋对小车做功是变力做功，测出橡皮筋对小车做的功，明显是比较 困难的，怎么解决这个问题呢？ ⑤在解决上面问题以后小车在橡皮筋作用下加速运动，需要将小车运动过 程中的所有速度都测出来吗？我们需要测量什么时候的速度？ ⑥在改变做功的怎么保证 1 个橡皮筋做功是 w 时，两个就是 2w，3 根即使 3w？ ⑦小车在长木板上运动，是不是只有橡皮筋对它有力的作用，其他力对它 做功吗？ ⑧摩擦力做功了并且不好计算，我们能不能想点办法平衡摩擦力，让他不 影响实验？ ⑨打点计时器使用：是先释放小车后接通打点计时器电源还是先接通打点
计时器电源在释放小车 ⑩打点计时器每隔多长时间打一个点? ①D计算小车在橡皮筋作用下获得的速度在纸带怎么得到? 0D要是w和v是3次方的关系,怎么样在图像上显示出来? 03根据我们数据处理的结果得到什么样的结论呢? 所需教学资源列出学习过程中所需的各种支持资源 课前准备资源 相同规格的橡皮筋(多条)、打点计时器、纸带、长木板、小车、图钉 常规资源 黑板、多媒体、课本教材 教学支持环境 多媒体教室 通过活动1、活动2目标1的达成 评价设计 通过活动3、活动4、活动5检测目2、3的达成 通过活动6、活动7、活动8、检测目标4的达成 通过活动9、活动10、检测目标5的达成 学习活动设计(针对本课时选择的活动形式及过程) 活动顺序及时 间安排 学生活动 教师活动 设计意图 课 师:我们已经成功地建立了重力势能 的概念,知道了重力的功与重力势能 24 间的关系,也探究了弹性势能的表达 式,知道了弹力的功与弹性势能间的 关系。既然力对物体所做的功与物体 势能变化有紧密关系,那么力对物体 所做的功与物体动能的改变量间存 在着什么关系呢? 师:请同学们先仔细看看下面的录像 生:(进行议论) 播放 创设情景,激 活动1 视频1:自然界中能引起强烈晨撼发学生探究 学生观看视频,思考足球获 (2分 得的速度,射出去的箭失,的体现动能能量的多媒体视频音像的欲望和热 钟) 这些速度怎么获得的,跃小片段:龙卷风、雪崩,热带风暴视 回答问题 频播放。 视频2:足球世界杯赛中,足球运动员 射门的情景 播放视频3:奥运会射箭比赛中,拉 开的弓把箭射出的情景 师:我们知道,物体的动能与它的 速度是密切相关的,而物体速度的变 化又与它所受力的功有关。那么,功 与物体速度的变化间又存在着怎样 的关系呢? 活动 今天,我们通过实验的方法来探|初步让学生知 究功与物体速度变化的关系。思考下道这一节课
计时器电源在释放小车 ⑩打点计时器每隔多长时间打一个点？ ⑾计算小车在橡皮筋作用下获得的速度在纸带怎么得到？ ⑿要是 w 和 v 是 3 次方的关系，怎么样在图像上显示出来？ ⒀根据我们数据处理的结果得到什么样的结论呢？ 所需教学资源(列出学习过程中所需的各种支持资源) 课前准备资源 相同规格的橡皮筋（多条）、打点计时器、纸带、长木板、小车、图钉、 常规资源 黑板、多媒体、课本教材 教学支持环境 多媒体教室 评价设计 通过活动 1、活动 2 目标 1 的达成 通过活动 3、活动 4、活动 5 检测目 2、3 的达成 通过活动 6、活动 7、活动 8、检测目标 4 的达成 通过活动 9、活动 10、检测目标 5 的达成 学习活动设计(针对本课时选择的活动形式及过程) 活动顺序及时 间安排 学生活动 教师活动 设计意图 课 时 24 活动 1 （ 2 分 钟） 生:(进行议论) 学生观看视频，思考足球获 得的速度，射出去的箭矢， 这些速度怎么获得的，踊跃 回答问题。 师:我们已经成功地建立了重力势能 的概念，知道了重力的功与重力势能 间的关系，也探究了弹性势能的表达 式，知道了弹力的功与弹性势能间的 关系。既然力对物体所做的功与物体 势能变化有紧密关系，那么力对物体 所做的功与物体动能的改变量间存 在着什么关系呢? 师:请同学们先仔细看看下面的录像 播放。 视频1:自然界中能引起强烈震撼 的体现动能能量的多媒体视频音像 小片段：龙卷风、雪崩、热带风暴视 频播放。 视频2:足球世界杯赛中,足球运动员 射门的情景。 播放视频 3:奥运会射箭比赛中，拉 开的弓把箭射出的情景。 师:我们知道，物体的动能与它的 速度是密切相关的，而物体速度的变 化又与它所受力的功有关。那么，功 与物体速度的变化间又存在着怎样 的关系呢？ 创设情景，激 发学生探究 的欲望和热 情。 活动 2 （ 2 分 今天，我们通过实验的方法来探 究功与物体速度变化的关系。思考下 初步让学生知 道这一节课要
钟) 初步了解实验的目的、实验面两个问题: 干什么 器材。 (1)实验目的是什么。 生:实验目的是探究力对物 (2)需要得到或者需要测量哪 理的功和物体速度变化的关些物理量。 系,需要测量力对物体所做 的功和物体的速度变化 大家参考案例二的实验装置和发 给你的实验器材,思考:我们要在实 学生根据课本提供的部分内验过程中得到不同的功和物体的速 容分组讨论,各小组推选一度之间有什么关系,那么存在下面几 位同学发表讨论结果,根据个问题 回答结果给各组加分。 ①橡皮筋对小车做功是变力做 功,测出橡皮筋对小车做的功,明显|培养学生发 活动3 生:一根橡皮筋做的功为是比较困难的,怎么解决这个问题|散思维能力 (3分w,两根橡皮筋做功就是2w,呢? 学会将不易处 钟)三根橡皮筋做功就是3w。生:②在解决上面问题以后小车在橡理的问题进行 不用测量运动过程中所有的皮筋作用下加速运动,需要将小车运转移方法 速度,只要测量弹出去以后动过程中的所有速度都测出来吗? 的速度 我们需要测量什么时候的速度 生:速度可以用打点计时③速度我们用什么工具测量? 器测量 (教师补充一一用频闪照相来测 速度和传感器借助计算机来测速度 也可以。) 学生举手竞争出1个小组 代表回答多媒体投影出来的 问题,另一个小组补充说明,在进行实验之前有以下几个问题 根据精彩程度加分 大家讨论怎么解决: 生:选相同的规格的橡皮 筋,并且每次拉到同一个地①在改变做功的怎么保证一根橡 皮筋做功是w时,两根橡皮筋做功 方(伸长量都一样保证弹性 就是2w,三根橡皮筋做功即是3w? 势能相同)释放,橡皮条数 培养学生大胆 活动4目的关系就是做功多少的关②小车在长木板上运动,是不是只心细处理问题 3分|系 有橡皮筋对它有力的作用,其他力的能力,培养 生:不是,还有重力、支对它做功吗? 学生全面思考 持力、摩擦力,摩擦力对小 ③摩擦力做功了并且不好计算,我问题的能力。 车做负功 生:可将木板的一端稍垫/们能不能想点办法来平衡摩擦力 ,轻推小车,观察小车是/让他不影响实验? 否做匀速运动,使重力沿木④平衡摩擦后,纸带上的点迹是怎 板向下的分力与摩擦力相平样的? 衡,消除摩擦力的影响。 生:平衡摩擦后,小车开
钟） 初步了解实验的目的、实验 器材。 生：实验目的是探究力对物 理的功和物体速度变化的关 系，需要测量力对物体所做 的功和物体的速度变化。 面两个问题： （1）实验目的是什么。 （2）需要得到或者需要测量哪 些物理量。 干什么。 活动 3 （ 3 分 钟） 学生根据课本提供的部分内 容分组讨论，各小组推选一 位同学发表讨论结果，根据 回答结果给各组加分。 生：一根橡皮筋做的功为 w，两根橡皮筋做功就是 2w， 三根橡皮筋做功就是 3w。生： 不用测量运动过程中所有的 速度，只要测量弹出去以后 的速度。 生：速度可以用打点计时 器测量。 大家参考案例二的实验装置和发 给你的实验器材，思考：我们要在实 验过程中得到不同的功和物体的速 度之间有什么关系，那么存在下面几 个问题： ①橡皮筋对小车做功是变力做 功，测出橡皮筋对小车做的功，明显 是比较困难的，怎么解决这个问题 呢？ ②在解决上面问题以后小车在橡 皮筋作用下加速运动，需要将小车运 动过程中的所有速度都测出来吗？ 我们需要测量什么时候的速度？ ③速度我们用什么工具测量？ （教师补充——用频闪照相来测 速度和传感器借助计算机来测速度 也可以。） 培养学生发 散思维能力， 学会将不易处 理的问题进行 转移方法。 活动 4 （ 3 分 钟） 学生举手竞争出 1 个小组 代表回答多媒体投影出来的 问题，另一个小组补充说明， 根据精彩程度加分 生：选相同的规格的橡皮 筋，并且每次拉到同一个地 方（伸长量都一样保证弹性 势能相同）释放，橡皮条数 目的关系就是做功多少的关 系。 生：不是，还有重力、支 持力、摩擦力，摩擦力对小 车做负功。 生：可将木板的一端稍垫 高，轻推小车，观察小车是 否做匀速运动，使重力沿木 板向下的分力与摩擦力相平 衡，消除摩擦力的影响。 生：平衡摩擦后，小车开 在进行实验之前有以下几个问题 大家讨论怎么解决： ① 在改变做功的怎么保证一根橡 皮筋做功是 w 时，两根橡皮筋做功 就是 2w，三根橡皮筋做功即是 3w？ ② 小车在长木板上运动，是不是只 有橡皮筋对它有力的作用，其他力 对它做功吗？ ③ 摩擦力做功了并且不好计算，我 们能不能想点办法来平衡摩擦力， 让他不影响实验？ ④ 平衡摩擦后，纸带上的点迹是怎 样的？ 培养学生大胆 心细处理问题 的能力，培养 学生全面思考 问题的能力
始做加速度越来越小的加速 运动,橡皮筋恢复原长后做 匀速运动,故点迹是开始密, 越来越疏,之后间距相等。 学生回忆巩固打点计时 器的使用并且回答投影仪投 影的问题 实验过程中需要注意的问题: 生:先接通电源然后释放 ①打点计时器使用:是先释放小 活动5小车 车后接通打点计时器电源还是先接 生:每隔0.02s打一个点,通打点计时器电源在释放小车? 让学生巩固已 (3分 频率50Hz,周期是0.02s ②打点计时器每隔多长时间打一经学过的内 钟 生:纸带上后面一段较均 个点? 容 匀分布的,选几个点的长度 ③计算小车在橡皮筋作用下获 与所需时间比值,具体做法。得的速度在纸带怎么得到 测出点距相等的n个点间的 位移v=x/(n-1)T。 各个小组依据分发下去的实 培养学生动 活动6验仪器进行实验,设计表格指导学生进行实验。 并记录数据。(2014年枣庄市 手操作能力, (10分 高三第三次调研考试实验题 在巡查的过程中解决学生遇到的通过亲身体 钟) 要求学生进行表格设计,测|问题,并旦指导学生怎么解决实验过验,体会知识 量数据不少于四组。) 点评在实验过程中表现突出的 激发学生 活动7思考:能不能设计其他的方小组,要求将记录的数据保存好,课探究实验的乐 (3分 案来处理这一节的问题,课下思考:能不能通过实验得到的数据|趣,引发学生 钟) 下设计探究功和速度变化的 得到功和速度有什么关系 分析数据的兴 关系的实验方案 点评学生上交的实验设计: 鼓励学生要大 ①探究加速度与力、质量的关系胆去创新,敢 活动8各个小组思考并相互讨论,“的实验装置,也是课本实验方案一。于拓展自己的 (3分各小组提出自己的观点和见 ②验证“机械能守恒的装置”的视野,培养敢 于提出与别人 钟) 实验装置。 ③水平面弹簧弹力做功,让木块不同见解发表 在水平地面上滑动。 自己看法的勇
始做加速度越来越小的加速 运动，橡皮筋恢复原长后做 匀速运动，故点迹是开始密， 越来越疏，之后间距相等。 活动 5 （ 3 分 钟） 学生回忆巩固打点计时 器的使用并且回答投影仪投 影的问题。 生：先接通电源然后释放 小车。 生：每隔 0.02s 打一个点， 频率 50Hz，周期是 0.02s。 生：纸带上后面一段较均 匀分布的，选几个点的长度 与所需时间比值，具体做法： 测出点距相等的 n 个点间的 位移 v=x/(n-1)T。 实验过程中需要注意的问题： ①打点计时器使用：是先释放小 车后接通打点计时器电源还是先接 通打点计时器电源在释放小车？ ②打点计时器每隔多长时间打一 个点？ ③计算小车在橡皮筋作用下获 得的速度在纸带怎么得到？ 让学生巩固已 经学过的内 容。 活动 6 （ 10 分 钟） 各个小组依据分发下去的实 验仪器进行实验，设计表格 并记录数据。（2014 年枣庄市 高三第三次调研考试实验题 要求学生进行表格设计，测 量数据不少于四组。） 指导学生进行实验。 在巡查的过程中解决学生遇到的 问题，并且指导学生怎么解决实验过 程中出现的操作问题。 培养学生动 手操作能力， 通过亲身体 验，体会知识 探秘的过程。 活动 7 （ 3 分 钟） 思考：能不能设计其他的方 案来处理这一节的问题，课 下设计探究功和速度变化的 关系的实验方案。 点评在实验过程中表现突出的 小组，要求将记录的数据保存好，课 下思考：能不能通过实验得到的数据 得到功和速度有什么关系？ 激发学生 探究实验的乐 趣，引发学生 分析数据的兴 趣。 活动 8 （ 3 分 钟） 各个小组思考并相互讨论， 各小组提出自己的观点和见 解。 点评学生上交的实验设计： ①"探究加速度与力、质量的关系 "的实验装置，也是课本实验方案一。 ②验证“机械能守恒的装置”的 实验装置。 ③水平面弹簧弹力做功，让木块 在水平地面上滑动。 鼓励学生要大 胆去创新，敢 于拓展自己的 视野，培养敢 于提出与别人 不同见解发表 自己看法的勇 气