探究功與速度變化的關(guān)系教案2篇

一、教學(xué)設(shè)計：

二、具體內(nèi)容：

（一）引入新課

1、前面幾節(jié)課我們已經(jīng)研究了重力做功與重力勢能的關(guān)系，從而確立了重力勢能的表達(dá)式。也探究了彈力做功與彈性勢能的關(guān)系，并且由此也可以確立彈性勢能的表達(dá)式。那么功有什么樣的作用效果呢？請同學(xué)們觀看大屏幕。

2、這是田徑中跳高比賽，背越式跳高世界記錄2.45m，而撐竿式跳高世界紀(jì)錄6.14m，同是跳高比賽為什么會有這么大的差別？

3、彎曲的竿的彈力對運動員做功，使運動員獲得更大的速度才可以上升到更高的高度，可見力對物體做的功同時，物體的速度也發(fā)生了變化。這節(jié)課我們就來探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系。

（二）進(jìn)行新課

1、利用演示實驗和視頻（跳高和撐竿跳高）引出課題。

首先我們做一個演示實驗。介紹實驗器材：小車、長軌道和橡皮筋

教師邊講邊演示：橡皮筋掛住小車，將橡皮筋拉開不同的距離時，釋放小車，小車獲得的速度不同：將橡皮筋拉開較大的距離，橡皮筋對小車施加的作用力較大，則橡皮筋對小車做的功也就越多，小車獲得的速度就越大。

這里我們定性的展示了橡皮筋對小車做的功與小車獲得的速度關(guān)系。理論和實踐要求我們僅僅知道定性的關(guān)系是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，今天我們就來定量的探究功與物體速度變化的關(guān)系。

2、探究功與速度變化關(guān)系實驗前思考和準(zhǔn)備

物理學(xué)研究問題總是從最簡單的實例入手，這里仍然從我們最熟悉的實例入手。以自由落體為例：自由下落的物體下落過程中重力對物體做功時，物體下落的速度越來越大，那么重力對物體做的功與物體的速度又有什么樣的關(guān)系呢？

同學(xué)們可以利用我們已有的知識進(jìn)行推理：

WG=mghWG∝h

V2=2ghV2∝hWG∝V2

通過推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)自由落體中重力對物體做的功與物體速度的平方成正比。這樣我們大膽猜想一下橡皮筋對小車做的功與小車速度的平方也成正比。

下面我們進(jìn)行這節(jié)課的探究活動。

課件展示課題：探究做功與速度變化的關(guān)系

課件展示實驗器材：小車、長軌道、橡皮筋、打點計時器等

課件展示實驗?zāi)康模禾骄肯鹌そ顚π≤囎龉εc小車速度變化的關(guān)系

實驗中我們的研究對象是小車，探究的是橡皮筋對小車做的功與小車的速度變化關(guān)系

（師生互動）課件展示問題：（由學(xué)生最終找出答案）

（1）橡皮筋對小車在哪個階段做功？

提示：橡皮筋有形變，對小車有拉力時才會對小車做功。

（2）探究過程中，我們能否測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？那我們?nèi)绾螌?/p>

橡皮筋做功的進(jìn)行測量？

提示：不能直接測量變力的功。

用幾根相同的橡皮筋進(jìn)行測量，第一次用一根橡皮筋去拉小車，第二次用兩根橡皮筋并聯(lián)去拉小車，每次橡皮筋的形變量相同，則橡皮筋對小車做功可以用倍數(shù)來表示；同理只要每次拉橡皮筋的起點相同，橡皮筋對小車做功就可以用1W、2W、3W…來表示了。

（3）小車在軌道上運動時橡皮筋對小車施加的力是小車所受合外力嗎？

提示：不是，小車在軌道上運動是不僅會受到橡皮筋對小車的拉力，還受到軌道對小車的摩擦力。

我們實驗的目的是探究橡皮筋對小車做功與小車速度變化的關(guān)系，這里摩擦力也對小車做功，因此實驗之前我們應(yīng)該先平衡軌道對小車的摩擦力，讓小車所受的橡皮筋的拉力就是小車的合外力。

（4）如何平衡軌道對小車的摩擦力？回顧以前我們做過的實驗看看有沒有可以借鑒的地方。

提示：將軌道墊起一定角度后用重力的下滑分力平衡摩擦力。強調(diào)平衡摩擦力時要讓小車夾上紙帶，并穿過打點計時器的限位孔。

（5）這樣小車在軌道上做的是什么性質(zhì)的運動？

提示：先加速再勻速運動，當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長時拉力消失以后小車將做勻速運動。

教師小結(jié)：我們先將之前同學(xué)們的想法小結(jié)一下，首先我們先平衡軌道的摩擦力，再讓一根橡皮筋拉動小車從某一點開始運動，測出小車經(jīng)過橡皮筋恢復(fù)原長時的速度；第二次用兩根橡皮筋拉動小車從某一點開始運動，測出小車經(jīng)過橡皮筋恢復(fù)原長時的速度；依次我們可以用三根、四根、五根橡皮筋做這個實驗這樣我們就可以測出橡皮筋對小車做功與小車速度變化定量關(guān)系。

（6）紙帶上的點距并不都是均勻的，應(yīng)該采用哪些點距來計算小車的速度？為什么？

提示：選擇點距均勻的點進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的采集。

利用表格展示功與速度、速度的平方的關(guān)系。

表格：橡皮筋做的功與小車獲得的速度及速度的平方的關(guān)系

（7）我們用什么方法能夠更加清晰地展示橡皮筋對小車做的功和小車速度的平方成正比？

回想我們做過的實驗中有沒有類似的，我們是如何處理的？

提示：在探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系時，我們利用圖像法可以更加清晰地展示各物理量之間的關(guān)系。同樣的在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，我們作出W－v2曲線，如果它是一條過原點地傾斜直線，那么就驗證了我們地猜想。

3、學(xué)生進(jìn)行進(jìn)行科學(xué)探究（分組實驗）數(shù)據(jù)處理。

4、學(xué)生對實驗進(jìn)行分析論證

學(xué)生展示實驗結(jié)果，介紹自己數(shù)據(jù)處理方法，圖像描點以及誤差分析和實驗結(jié)果的論證，共同討論實驗結(jié)論。

5、利用現(xiàn)代化的實驗儀器——傳感器再做一次恒力做功與物體速度變化的關(guān)系，進(jìn)一步驗證我們的猜想。

接下來由我再利用前面我們已經(jīng)介紹過的光電門傳感器再做一次實驗，這回我們探究一下恒力做功與物體速度關(guān)系，進(jìn)一步驗證我們的猜想。

（1）首先介紹實驗器材：長直軌道、小車、U型擋光片、光電門傳感器、數(shù)據(jù)采集器、細(xì)繩和砝碼一個。

（2）實驗原理：小車通過細(xì)繩與砝碼相連，小車在細(xì)繩的拉力作用下由靜止開始在長直軌道上運動?？芍≤囅蚯斑\動的越遠(yuǎn)，細(xì)繩對小車做的功就越多，小車所獲得的速度也就越大。我們利用擋光片和光電門傳感器可以記錄下小車經(jīng)過光電門所用的時間，已知擋光片的寬度，就可以計算出小車經(jīng)過光電門的平均速度，由于擋光片的寬度較窄，可以將這一平均速度近似認(rèn)為小車經(jīng)過光電門的瞬時速度。

（3）數(shù)據(jù)采集過程和實驗。小車經(jīng)過不同位置拉力對小車做的功不同，實驗中我們選取位移不同：小車前進(jìn)10cm、20cm、30cm、40cm，則拉力對小車做的功就為1W，2W，3W，4W；同時記錄下小車經(jīng)過這些位置時的速度，我們就可以畫出拉力對小車做的功與小車獲得的速度的圖像曲線，以及功與速度的平方的圖像曲線。

（4）利用傳感器演示數(shù)據(jù)采集和功與速度平方的關(guān)系的圖象。

（三）隨堂小結(jié)

學(xué)生進(jìn)行自我反思性總結(jié)，完成自己的板書設(shè)計，并得出探究結(jié)論。

教師總結(jié)：今天這節(jié)課我們探究了橡皮筋對小車做的功與小車速度變化關(guān)系，也利用傳感器探究了恒力做功與物體速度變化關(guān)系，都得出了力對物體做功與物體速度的平方成正比。從而我們可以說力對物體做功與物體速度的平方成正比。同時通過這節(jié)課的探究學(xué)習(xí)也為我們下一節(jié)課學(xué)習(xí)物理學(xué)中一個重要的定理做了鋪墊。

課后請同學(xué)們再思考以下三個問題：（1）回顧課上我們進(jìn)行探究時所經(jīng)歷的主要探究環(huán)節(jié)，體會各個探究環(huán)節(jié)對探究獲得成功的重要作用；（2）在探究過程中我們始終保持小車的質(zhì)量不變，如果小車的質(zhì)量是變化的，我們又會得出什么樣的結(jié)論？（3）小車不是從靜止開始運動的，力對小車做的功又與小車的速度的變化有怎樣的關(guān)系？

三、教學(xué)反思：

這節(jié)課是一節(jié)典型的科學(xué)探究課。如何上好探究課，不讓科學(xué)探究流于形式，是這一節(jié)課的關(guān)鍵。過去我們強調(diào)的實驗，主要所指為操作技能，現(xiàn)在的實驗，除了操作技能外，希望學(xué)生更加重視實驗中的科學(xué)思想與技能的學(xué)習(xí)，所以我認(rèn)為讓學(xué)生有目的動手參與探究活動需要教師精心引導(dǎo)。即：需要問題的激發(fā)和調(diào)動；需要適當(dāng)?shù)难菔緦嶒灪蛯W(xué)生實驗的配合。這節(jié)課探究實驗課我采用課文所述裝置，簡單直觀，易得出結(jié)論。但缺點是不夠精確，操作必須謹(jǐn)慎，否則會出現(xiàn)誤差較大的情形。因此為了便于學(xué)生理解實驗的目的和實驗的原理，首先進(jìn)行了實驗前理論思想上的科學(xué)探究，我采用以問題為主線，把問題做為教學(xué)的出發(fā)點和銜接點是這節(jié)課的一大亮點；同時我又以實驗為基礎(chǔ)把實驗做為解決問題的突破口，幾次實驗的引入目的性很強是這節(jié)課的另一大亮點。最后我提出了幾個開放性的問題，讓學(xué)生帶著問題離開課堂，這樣就將探究延伸到課后。物理教學(xué)從問題開始，還以問題結(jié)束，這樣可以盡可能給學(xué)生留下余思的空間，讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)探究是無止境的。

課上完后我感覺不足之處是整節(jié)課學(xué)生的探究活動仍有些被動?？赡苁怯捎诟咭坏膶W(xué)生從事的探究實驗不多，缺乏

探究功與速度變化的關(guān)系教案二

一．教學(xué)設(shè)計思路

（1）做功與物體速度變化關(guān)系的建立，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)動能定理起到了非常重要的鋪墊作用。學(xué)生在生活中易感受力對速度變化的影響，但對做功與速度變化之間的關(guān)系比較模糊。本節(jié)通過學(xué)生設(shè)計探究實驗方案，師生互動研究改進(jìn)方案，學(xué)生親歷實驗探究過程，對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行層層推進(jìn)式分析，從而得到結(jié)果，使學(xué)生體驗學(xué)習(xí)樂趣和戰(zhàn)勝困難、解決問題的成功感。

（2）人教版新教材列入此探究課題是為了使學(xué)生了解“倍增法”這種物理方法，在高二學(xué)習(xí)“庫侖定律”時該方法還將出現(xiàn)，所以探究過程也是對學(xué)生物理思想方法的教育過程。

（3）通過探究式教學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生掌握相互交流、合作的學(xué)習(xí)方式；在學(xué)習(xí)過程中鼓勵學(xué)生大膽提出設(shè)想，在其他學(xué)生的參與下對實驗方案提出質(zhì)疑和改進(jìn)建議，提高其參與意識；通過實驗數(shù)據(jù)分析得到結(jié)果，也使學(xué)生體會實驗在科學(xué)探究中的重要性，增強其探索意識。

二．教學(xué)目標(biāo)

1．知識與技能

（1）能夠通過生活具體事例發(fā)現(xiàn)做功與物體速度變化之間存在一定的關(guān)系；

（2）能夠設(shè)計具有可操作性的實驗方案，對做功與物體速度變化之間的關(guān)系進(jìn)行研究；

（3）運用不同的實驗方法進(jìn)行研究，能對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析（數(shù)值和圖象），得出正確的結(jié)論。

2．過程與方法

（1）用紙帶、打點計時器、橡皮筋等探究做功與物體速度變化的關(guān)系，體驗知識的探究過程和物理學(xué)研究方法；

（2）注重實驗探究方案設(shè)計的思考與改進(jìn)過程。

3．情感態(tài)度與價值觀

（1）能以積極的情感和認(rèn)真的態(tài)度學(xué)會探究物理問題的科學(xué)方法；

（2）體會學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；通過親身實踐樹立“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)理念。

三．教學(xué)重點和難點

1．教學(xué)重點

探究做功和物體速度變化關(guān)系的物理方法的提出與改進(jìn)。

2．教學(xué)難點

對“倍增法”的理解及實驗數(shù)據(jù)的處理與分析。

四．教學(xué)資源

1．教學(xué)硬件

筆記本電腦，大屏幕顯示器，實物投影儀。

2．教學(xué)軟件

PowerPoint，Excel。

3．實驗儀器

鐵架臺1個，重錘1只，滑軌2個，小車2個，打點計時器3個，鉤碼1盒，氣墊導(dǎo)軌（帶滑塊）1套，光電門計數(shù)器1個，托盤天平（帶砝碼）1套，橡皮筋若干，紙帶若干。

4．教學(xué)輔助圖紙

實驗設(shè)計圖紙，實驗數(shù)據(jù)圖表。

五．教學(xué)流程圖

六．教學(xué)過程

1．課題引入

給出鉛球運動員圖片（如圖1所示）。

問題1：鉛球出手時的速度是如何獲得的？

給出擲鉛球的動作分解示意圖（如圖2所示），讓學(xué)生注意觀察。引導(dǎo)學(xué)生通過圖片，得出“鉛球速度變化與人手對其做功有關(guān)”的結(jié)論。

問題2：你是否還能想到實際生活中，做功改變物體速度的其他例子？

以學(xué)生回答為基礎(chǔ)，教師分析總結(jié)：對物體做功可以改變物體的速度；做功與物體速度變化之間的關(guān)系，是本節(jié)課的探究主題。

2．實驗方案的設(shè)計與探究

學(xué)生分組進(jìn)行實驗方案設(shè)計，然后進(jìn)行方案的展示與交流，通過師生互動對學(xué)生方案加以改進(jìn)。

學(xué)生可能提出一些不同于教材中橡皮筋做功的實驗方案，尤其容易從恒力做功的角度去思考。

說明：事先發(fā)給每組一張實驗設(shè)計圖紙，讓學(xué)生將自己設(shè)計的實驗方案在圖紙上畫出來；再請各組派出代表，利用實物投影儀展示實驗設(shè)計方案，并予以說明，請其他學(xué)生對方案可行性進(jìn)行研究，提出改進(jìn)意見。

實驗方案1：利用自由落體實驗探究重力（豎直方向恒力）做功與物體速度變化之間的關(guān)系。

注意學(xué)生對該方案中功和速度的確定方法：

（1）選取打點計時器在紙帶上打出的一系列點中的某幾點，測出它們與紙帶上第一點之間的距離，即重力方向上的位移，與重物的重力相乘可得重力做功值。

（2）通過分析紙帶上的點求得物體速度。

（3）當(dāng)物體初速度為零時，實際探究的內(nèi)容是功與物體速度之間的關(guān)系。

實驗方案2：利用鉤碼通過定滑輪連接細(xì)繩拉動水平滑軌上的小車，研究水平方向恒力做功與物體速度變化之間的關(guān)系。

實驗方案的研究與改進(jìn)：

（1）鉤碼與小車一起做加速運動，鉤碼在豎直方向具有向下的加速度，此時細(xì)繩拉力略小于鉤碼重力；增加小車質(zhì)量，當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車時，細(xì)繩拉力可認(rèn)為等于鉤碼的重力。

（2）小車與軌道之間的摩擦力阻礙拉力對小車做功，應(yīng)消除此摩擦的影響。為此，用小車重力沿斜面方向的分力來平衡摩擦力：將放有打點計時器的滑軌一端墊高，在小車尾部固定一條紙帶，輕推小車使小車沿滑軌向下運動；若紙帶打出的點距均勻，則說明紙帶的運動是勻速的，小車重力沿斜面方向的分力就剛好與小車所受摩擦力平衡。

說明：使用滑軌、小車和打點計時器等對此問題進(jìn)行展示研究，讓學(xué)生對克服摩擦力做功的過程有一直觀的認(rèn)識。

教師需提醒學(xué)生：變力做功是生活中常見的做功方式，因此探究變力做功必不可少。

實驗方案3：利用橡皮筋拉動位于水平滑軌上的小車，探究變力做功與物體速度變化之間的關(guān)系。

（1）實驗探究中橡皮筋拉力對小車所做功的確定方法：實驗中用橡皮筋彈力拉小車做功使小車獲得速度，橡皮筋彈力是變力，所做功是變力功，中學(xué)沒有現(xiàn)成公式可計算功的大小。然而，改變橡皮筋條數(shù)、保持小車相同的位移，則彈力功的大小與橡皮筋條數(shù)成正比。也就是說，在相同位移的情況下，若用一條橡皮筋做功為W，則用兩條同樣的橡皮筋做功就是2W，用同樣的三條橡皮筋做功就是3W……這一倍增法巧妙地避開了功的計算，直接確定了橡皮筋拉力對小車做功的倍數(shù)關(guān)系。