高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)探究功與速度變化的關(guān)系（全國一等獎）

安圖一中物理教案時間：2023年月日課題§探究功與物體速度變化的關(guān)系課型新授課（1課時）教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1、會用打點(diǎn)計時器打下的紙帶計算物體運(yùn)動的速度。2、學(xué)習(xí)利用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系。（二）過程與方法通過用紙帶與打點(diǎn)計時器來探究功與速度的關(guān)系，體驗(yàn)知識的探究過程和物理學(xué)的研究方法。（三）情感、態(tài)度與價值觀通過實(shí)驗(yàn)探究，體會學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實(shí)踐，樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)學(xué)習(xí)探究功與速度變化關(guān)系的物理方法，并會利用圖象法處理數(shù)據(jù)。教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法――圖象法。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)觀察法、圖象法、遷移法。教學(xué)手段長木板，橡皮筋（若干），小車，打點(diǎn)計時器（帶紙帶、復(fù)寫紙等）、計算機(jī)等。教學(xué)活動教學(xué)過程（一）引入新課教師活動：前面幾節(jié)課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。探究了彈力做功與彈性勢能的關(guān)系，從而確立了彈性勢能的表達(dá)式。這一節(jié)和下一節(jié)我們來探究功與物體動能的關(guān)系。我們知道物體的動能和速度有關(guān)，我們還不能馬上研究力對物體做的功和動能的關(guān)系，我們先來研究力對物體做的功和速度變化的關(guān)系。（二）進(jìn)行新課教師活動：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“探究的思路”部分，投影問題：（1）探究過程中，我們是否需要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？是否需要測出各次小車速度的具體數(shù)值？可以怎么做？（2）每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度有什么要求？為什么？（3）小車獲得的速度怎樣計算？（4）實(shí)驗(yàn)完畢后，我們用什么方法分析橡皮筋對小車作的功和小車速度的關(guān)系？學(xué)生活動：認(rèn)真閱讀教材，思考問題并回答。教師活動：傾聽學(xué)生回答，幫助學(xué)生解決疑難，回答學(xué)生可能提出的問題。點(diǎn)評：培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究前要養(yǎng)成思考的習(xí)慣。有了正確的探究思路，才會避免探究的盲目性。教師活動：指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生思考下面的問題：（1）小車在木板上運(yùn)動時會受到阻力，可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償？（2）紙帶上的點(diǎn)距并不都是均勻的，應(yīng)該采用那些點(diǎn)距來計算小車的速度？為什么？學(xué)生活動：分組實(shí)驗(yàn)（有條件的學(xué)校可以每兩人一組，條件差的學(xué)?？梢悦克娜艘唤M）。點(diǎn)評：通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，提高學(xué)生動手能力。教師活動：巡視、指導(dǎo)，解答學(xué)生提出的問題，處理即發(fā)事件。重點(diǎn)指導(dǎo)一兩個組順利完成實(shí)驗(yàn)，以便后面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。………………教師活動：學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。問題：根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，怎樣預(yù)測功與速度的關(guān)系？用圖象法研究功與速度的關(guān)系時怎樣使研究過程簡便直觀？學(xué)生活動：思考老師提出的問題，并在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，作出W－v2曲線，尋找功與速度的關(guān)系。點(diǎn)評：教師要放開，讓學(xué)生大膽猜想，獨(dú)立完成探究過程。有的學(xué)生可能會走彎路，甚至失敗，探究結(jié)果并不重要，重要的是讓學(xué)生親歷探究的過程。教師活動：利用數(shù)表軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以參考教材18頁“做一做”欄目中的提示來完成。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（四）實(shí)例探究☆體會圖象法在物理解題中的應(yīng)用有一只小老鼠離開洞穴沿直線前進(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的甲處時速度為v1，試求：（1）老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為d2的乙處時速度v2多大？（2）從甲處到乙處要用去多少時間？解析：（1）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，得v2d2=v1d1所以老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為d2的乙處時速度v2=d1v1/d2（2）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，作出圖象，如圖所示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間，易得點(diǎn)評：用圖象法解決物理問題，簡便直觀，往往會收到意想不到的效果。學(xué)生活動作業(yè)課余作業(yè)預(yù)習(xí)節(jié)的內(nèi)容。板書設(shè)計5．6探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)探究功與速度變化的關(guān)系．儀器及器材長木板、橡皮筋(若干)、小車、打點(diǎn)計時器(帶紙帶、復(fù)寫紙等)、橡皮筋、電源、導(dǎo)線、刻度尺、木板．注意事項(xiàng)：1．橡皮筋的選擇．2．平衡摩擦力．3．誤差分析．4．橡皮筋的條數(shù)．5．實(shí)驗(yàn)裝置的選取．教學(xué)后記思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。課后習(xí)題1、在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到的紙帶如圖1所示，小車的運(yùn)動情況可描述為：A、B之間為________運(yùn)動；C、D之間為________運(yùn)動，應(yīng)選________來計算小車的速度v.圖12、在做“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時，下列說法正確的是()A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值B．通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數(shù)值C．通過打點(diǎn)計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度D．通過打點(diǎn)計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度3、在課本實(shí)驗(yàn)中，小車會受到阻力，但可使木板傾斜作為補(bǔ)償．下列正確的是()A．放開小車，能夠自由下滑即可B．放開小車，能夠勻速下滑即可C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可4、在“探究力對物體做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋的拉伸長度都保持不變，這樣每次()A．做的功一樣B．每條橡皮筋產(chǎn)生的彈性勢能相同C．產(chǎn)生的動能相同D．產(chǎn)生的重力勢能相同5、在做“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時，小車的質(zhì)量為m，使用橡皮筋6根，每次增加一根，實(shí)驗(yàn)中W、v、v2的數(shù)據(jù)已填在下面表格中.Wv/m·s－1v2/m2·s－2000(1)試在圖7－6－3中作出圖象．(2)從圖象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是____________________．圖7－6－36．本實(shí)驗(yàn)的目的是()A．探究力與物體運(yùn)動速度的關(guān)系B．探究力與物體運(yùn)動加速度的關(guān)系C．探究力對物體做的功與物體加速度變化的關(guān)系D．探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系7．在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作均正確．甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了功和速度的關(guān)系圖線，如圖3甲所示，并由此圖線得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論．乙同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了功與速度平方的關(guān)系圖線，如圖乙所示，并由此也得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論．關(guān)于甲、乙兩位同學(xué)的分析，你的評價是()圖3A．甲的分析不正確，乙的分析正確B．甲的分析正確，乙的分析不正確C．甲和乙的分析都正確D．甲和乙的分析都不正確圖48．如圖4所示，與小車相連、足夠長且穿過打點(diǎn)計時器的一條紙帶上的間距明顯不均勻，右端間距小，左端間距大，下面的分析和判斷正確的是()A．若左端與小車相連，可能平衡摩擦力時，木板傾斜度太大B．若右端與小車相連，可能平衡摩擦力時，木板傾斜度太大C．若左端與小車相連，可能小車有一定的初速度，實(shí)驗(yàn)前忘記平衡摩擦力或沒有完全平衡摩擦力D．若右端與小車相連，可能小車運(yùn)動前忘記或沒有完全平衡摩擦力9．在用如圖5所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時，下列說法正確的是()圖5A．為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長木板的左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運(yùn)動B．為簡便起見，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣C．可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值D．可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值E．實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車再接通打點(diǎn)計時器的電源F．通過分析打點(diǎn)計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度G．通過分析打點(diǎn)計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度12．探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所示，實(shí)驗(yàn)主要過程如下：圖6(1)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W…；(2)分析打點(diǎn)計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、…；(3)作出W－v草圖；(4)分析W－v圖象．如果W－v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝eq\r(v)等關(guān)系．以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)不正確，它是________．A．本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W….所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長度保持一致．當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、…橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、…實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W…B．小車運(yùn)動中會受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ强梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜C．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲