在DIS试验中培养学生试验的基本能力和素养.doc

在DIS实验中培养学生实验的基本能力和素养 《动能定理》一课教后感 理大附中 朱国诚 一．教学任务分析 动能定理是上海拓Ⅱ教材中第二讲的内容，课程标准将它的学习水平确定为C级要求。动能定理说明了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的定量关系，揭示了功和能之间的密切联系。若结合牛顿第二定律利用理论推导的方法可以较为简单的得出动能定理的内容，但基于高中学生知识的局限性，该方法无法应用于变力做功。而本节课在理论推导恒力做功下动能定理的同时尝试在变力做功时利用DIS实验系统设计，探究合外力做功与动能变化的定量关系；把实验设计，探究与理论推导相结合，使学生对动能定理的理解更加全面深入 我所任教的是华东理工大学附属中学。本节课之前学生已学习了力的合成与分解，牛顿第二定律，功，功和能量变化的关系。结合已学内容和我校学生的思维能力，教学中首先通过复习提问的方法得出外力做的功和能量变化之间的定性关系；其次创设情境，通过利用理论推导得出恒力作用下外力做的功等于动能变化量这一普遍规律；然后利用DIS实验系统设计，探究得出在动能定理也适用于变力做功时的情况，使学生深切感受理论推导和实验设计，探究这两种基本的研究方法，切实理解动能定理的使用条件 二、教学目标 1．知识与技能 （1）知道动能定理的适用条件 （2）理解恒力作用下动能定理的推导 （3）理解动能定理的内容 （4）运用动能定理解决实际问题。 2．过程与方法 在设计探究物体合外力做功与动能变化的定量关系的过程中，感受理论推导和实验设计探究这两种基本的研究方法 3．情感、态度与价值观 通过在恒力和变力两种情况下对动能定理的探究，感受成功的喜悦，提高对科学研究的兴趣 三、教学重点与难点 重点：动能定理的内容 难点：（1）理解变力做功时，F—S图线中与横轴包围面积的物理意义 （2）设计DIS动能定理实验解决变力做功时合外力做的功与动能变化的定量关系 四、教学设计思路和教学流程 本设计的基本思路是：教学中首先通过创设情境，引入功和能的关系，再通过复习提问的方法得出外力做功和动能变化之间的定性关系；其次创设情境，利用理论推导得出恒力作用下外力做的功等于动能变化量这一普遍规律；再次设计动能定理的DIS实验探究得出在动能定理也适用于变力做功时的情况。最后运用动能定理分析解决简单的实际问题。 本设计要突出的重点是：动能定理的内容。方法是：由复习提问引入，知道外力做的功与动能变化量之间存在定性关系。然后通过理论推导和学生实验，分别在恒力和变力做功的条件下得出动能定理的内容。最后运用动能定理解决实际问题，加深对其使用条件的理解 本设计要突破的难点是：（1）理解变力做功时，F—S图线中F与横轴包围面积的物理意义。方法是：通过复习提问的方式加深理理解每个恒力与横轴包围的面积是其对应的功。最后通过对横轴（时间轴）进行无限缩小，采用极限的思想方法理解变力做功时F与横轴包围的面积即是其做的功（2）设计DIS实验解决变力做功时合外力做的功与动能变化的定量关系。方法是：利用恒力作用下得出的关系，针对等式中各个物理量的测量提出需要的实验器材，自主讨论这些器材如何使用，教师最后进行总结，写出实验步骤 五、教学过程： （一）．引入： 情景I 师：如视频所示，同学们可以思考一个问题，我们能否应用所学的牛顿运动定律来求解小球进门瞬间的末速度 生：不能，小球做的是变加速运动，无法利用牛顿运动定律来求解 师：我们可以根据做功和能量之间的关系来进行求解，这就是我们本节课所涉及的内容 师：那么同学们学习了做功与动能的关系一节后对于做功和动能可以得出怎样定性的结论？ 生：力对物体作正功，物体动能增加；力对物体做负功，物体动能减少 师：在这个结论中，我们知道了力对物体做了功，物体的动能就会发生变化，那么它们两者之间存在着怎样的定量关系呢？这就是我们本节课具体探究的内容 （二）．恒力作用下，合外力对物体做的功和物体动能变化量的定量关系 活动I： 如图，在水平地面上一个质量为 m 的物体运动到A点时的速度为v0 ，此时受到一个与速度方向一致的水平恒力F的作用，经过一段距离S到达 B 点时的速度为v t，已知地面对物体的滑动摩擦力恒为f，试证明：合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，即W合=ΔEk 从理论推导上可以得出这么一个普遍的规律：在恒力作用下，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量 （三）．变力作用下，合外力对物体做的功和物体动能变化量的定量关系 活动II 根据理论的推导同学们已经得出了在恒力作用下合外力对物体做的功和物体动能变化量之间的定量关系，那么在变力作用下它们的关系是否会发生变化呢？引导学生运用D