能守恒定律教材分析和教学建议.ppt

本节实验探究的设计中，教材提供了两个参考方案，方案一基本上是采用“验证牛顿第二定律”的实验装置，如果在必修一教学中，学生做过这个实验，那么学生完成这个实验的探究困难并不大，实验效果也比较理想，方案二采用橡皮筋拉小车，使小车获得速度的过程中，探究橡皮筋做的功与小车速度变化的关系。由于橡皮筋的弹力随其长度改变量间的关系是非线性的，因而橡皮筋对小车的功无法用现成的公式进行计算。本实验的精妙之处就在于巧妙地回避了功的计算。各次实验中橡皮筋对小车的功都可以用W(一根橡皮筋对小车做的功)的倍数来表达，再利用打点计时器来测定各次实验中小车的速度，根据一系列橡皮筋的功和与之对应的小车速度的测量值即可找出功与物体速度变化间的关系。 * 　　从本章知识的整个体系来说，本节教材只是为下一节“动能和动能定理”的理论推导奠定一个认识基础，在教学中应灵活把握。通过“探究功与物体速度变化的关系”的实验，也可以有效地促使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对恒力做功的条件下成立，在变力做功的情况下也是成立的。 基于以上认识，确定本节课的教学目标及其重难点如下： * 知识与技能 1、巩固用打点计时器和纸带测量物体运动速度的方法 2、为增强实验的可靠性对实验器材和方法实施控制的技能 3、用图像法处理数据的技能 4、使用excel软件处理数据的技能 过程与方法 1、通过参与整个探究过程，体验科学研究的方法和艰辛历程 2、通过解决变力做功问题，体会科学方法的精妙 3、通过excel软件的使用，再一次体会计算机技术在辅助实验方面的巨大作用 情感态度与价值观 通过探究过程激发学生求知欲和学习兴趣，享受成功的乐趣，体会物理学研究的科学性 * 教学重点 1、再次体会功和能量变化关系 2、实验方案的制定和实施 3、数据的图像处理 教学难点 1、橡皮筋的弹力做功的处理 2、数据的处理 * 教学建议： 1、实施本节课教学，建议用2课时，第一课时指导学生设计完成实验实施方案，做好实验探究前的各项准备工作；第二课时指导学生按照设计要求实施实验探究，完成数据处理及数据分析，总结实验结论，探究物理规律。 2、实验的精妙之处就在于它的探究思路。橡皮筋的弹力做功不便于用公式计算，然而改变橡皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比。因此教学中要让学生认真看书，体会做功的数值虽然不能计算，但是仍然可以找出做功的倍数关系。这种探究思路在科学史上是有先例的，例如库仑探究静电力的规律时，还没有电量的单位，库仑巧妙地解决了电量的大小问题，发现了库仑定律。因此在教学中不要仅满足于完成实验的过程，忽视了研究问题的方法。 * 3、在指导学生完成实验设计的过程中，为了提高实验结果的可靠性，需要指导学生明白以下几点：（1）多测几次，至少要求测6次，即从一根橡皮经到六根橡皮筋；（2）平衡摩擦力，保证橡皮筋的拉力是合外力（追问怎样平衡）；（3）对橡皮筋要有先择：各条橡皮筋保证完全一样，且劲度系数适当，实验时还不能超过弹性限度；（4）每次释放小车的位置要一样；（5）纸带上哪个点的速度代表橡皮筋刚刚结束作用时小车的速度，如何求这个速度（以后匀速，各点间隔一样）；（6）如何有效处理数据（用图像处理是最好的选择，由于不知功与速度的关系，尝试画出W-v，W-v2， W-v3，W- ；为减少计算量又可以提高精度和速度可以用excel软件辅助处理） * 4、实验的数据的处理同样体现了探究问题的思路。在W－v坐标系中描绘出W、v的各对应点后，既要观察各点的位置关系，又要思考这些点之间应有的函数关系。由于实验误差，这些点的位置有可能表现为直线分布，也可能表现为曲线分布。教材中提出了不同的探究方法，这是促使学生认真思考的重要方法，而不是仅满足于得出实验结论。在教学实施中教师应很好的把握。实验中，如果小车质量小（如空车）而橡皮筋拉力较大时，小车的速度就比较大，加之实验次数少,所取的点数也少，使W、v各对应点近似成线性分布。如果遇此情形，教师可以从两方面指导学生解决：实验时在小车中加砝码，增大小车质量，使小车速度不致过快；画图象时加大纵坐标轴的单位长度或从原点O开始描绘图线也可以避免画成直线。 * 5、对于本实验来说，橡皮筋是影响实验效果的关键因素。在本实验中，要求用相同规格的橡皮筋。市场上常见的橡皮筋（圈）粗细不一，一致性差，不同橡皮筋之间的弹力差异较大。而且由于他比较粗，弹力偏大，当实验中橡皮筋增至4根以上时，由于弹力过大，纸带上打的点数过少，小车速度过大，以至损坏小车，因此常用的橡皮筋不适合用在本实验中，比较适合于本实验的橡皮筋是横截面积为圆形、单根半径约为0.7mm的细橡皮筋（如图所示）。（具体介绍见教师用书P115） 返回 * 例:如图所示，质量为m的物块放在一固定