第七章 第六节 实验探究功与速度变化的关系 导学设计.docx

第七章 第六节 实验：探究功与速度变化的关系导学设计

年级：高一 科目：物理 主备教师：吴香英 审核教师：

一、知识与技能

会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；

学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。二、过程与方法

学习目标 通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化的关

系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。三、情感态度与价值观

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”的科学理念。

学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利

学习重点

学习难点教学模式

教具准备

用图像法处理数据。

实验数据的处理方法――图像法自学－合学－展示

Ppt，长木板，橡皮筋（若干），小车，打点计时器（带纸带、复写纸等）、计算机等。

课 型 新授课

课时

教学过程

一课时

教学环节一、情景导入：

（预设1分钟）

知识能力要点

在航空母舰上，，飞机的起飞跑道只有80～90m，而飞机起飞的速度不能低于80m／s，仅靠飞机自身的动力是无法获得足够的速度实现起飞要求的，航空母舰利用蒸汽弹射器达到这一目的，如图5

－6－1所示。你知道蒸汽弹射器是怎样帮助飞机起飞的吗？

1

学生活动 设计意图引发学生有意注意，引导学生进入状态

左图：从前向后看 右图：从后向前看

图5－6－1位于飞行甲板的弹射器轨道

简答：弹射器对飞机做功，可

以使飞机更快地加速，从而使飞机在短距离内获得起飞所需要的速度。

教师活动：前面几节课研究了重力做功与重力势能的关系，从而确立了重力势能的表达式。探究了弹力做功与弹性势能的关系，从而确立了弹性势能的表达式。这一节和下一节我们来探究功与物体动能的关系。我们知道物体的动能和速度有关，我们还不能马上研究力对物体做的功和动能的关系，我们先来研究力对物体做的功和速度变化的关系。

二、新知探究：1.指导学生阅读教材“探究的思

（预设32分路”部分，投影问题：

钟）

问题探究一、

探究过程中，我们是否需要测

出橡皮筋做功的具体数值？是否需

探究功与物体 要测出各次小车速度的具体数值？

速度变化的关 可以怎么做？

系 探究中，我们是否需要橡皮筋做功

认真阅读教

的具体数值？不需要。因为实验是材，思考问题并以倍增的思想方法设计，若橡皮筋回答。

第一次做功为W，则橡皮筋第二次做功为2W，…、橡皮筋第n次做功为nW。且实验巧妙地将倍增的物理方法应用于变力做功。

2

每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为什么？

各次实验中橡皮筋的伸长量必须相同。若使小车在橡皮筋的变力作用下产生的位移相同，就要有相同的运动起点。具体方法是：以第一次实验时小车前（或后）端的位置为基准，垂直运动方向在木板上做出一条水平线。以后改变橡皮筋的条数时，小车前（或后）端仍以此位置为基准（均从静止）运动。

小车获得的速度怎样计算？小车在橡皮筋作用结束后，做匀速运动。找出纸带中点距相等的一段。求出点距相等一段的平均速度，即为小车匀速运动的速度，即小车加速后获得的速度。

是否一定需要测出每次加速后小车速度的数值？可以怎样做？不一定需要。（当然，也可以测出

每次加速后小车速度的数值）

设第一次小车获得的速度为v,小车在第一次、第二次、…、第n次实验中的速度为：

?x

v ? 1,v

T 2

?x

T? 2,???,v

T

n

?x

? Tn, 若

令 v ?v, 则

1

?x ?x

?v ? 2v?nv,???,v ? nv?nv,

?

2 n n

x ?x

1 1

即小车在第二次以后实验中获得的速度可以用第一次实验中获得的速度的倍数来表示。

5）实验完毕后，我们用什么方法分

3

析橡皮筋对小车作的功和小车速度的关系？

图像法。6）如何在坐标纸上建立两轴物理量？如何确定适当的标度？

纵坐标表示橡皮筋对小车做的功，横坐标表示小车获得的速度。以第一次实验时的功W为纵轴

的单位长度（必须用），可以用第一次实验时的速度v为横轴的单位长度（也可以根据各次实验中的最大速度值、坐标纸的最大格数来确定），做出W-v曲线，即功－速度曲线。

倾听学生回答，帮助学生解决疑难，回答学生可能提出的问题。

点评：培养学生在实验探究前要养成思考的习惯。有了正确的探究思路，才会避免探究的盲目性。

确立基本的实验方案，设计初步的实验步骤：

A．先将木板置于水平桌面，然后在钉有钢钉的长木板上，放好实验小车。B．把打点计时器固定在木板的一端，将纸带穿过打点计时器的限位孔，纸带一端夹紧在小车的后端，打点计时器接电源。