高中物理专题7.6实验：探究功与速度变化的关系教学设计新人教版必修2.docVIP

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6．试验：探究功与速度变更的关系

教材分析

教材分析

在前面几节内容中，已经胜利地建立了重力势能的概念，?清晰了重力的功与重力势能变更量间的关系，也探究了弹性势能的表达式。那么，力对物体所做的功与物体的动能间又有什么关系呢？应当从什么途径动身进行探讨呢？明显，既可以从已有学问动身通过逻辑推导的方法进行探讨，也可以通过试验的方式进行探究。引入“探究功与物体速度变更的关系”的目的就在于给学生增加探究与体验的机会，提高理论联系实际的水平，并有效地促使学生在探究中开阔思路，在分析问题和处理问题的过程中提高探究问题的水平。因此，本节内容从试验的方向进行探究。对老师来说，这是一节较难驾驭的内容，无论从教学设计，还是试验打算来说，都有相当的难度。老师要主动创建条件，让学生亲身经验试验探究的过程。

本节内容的设计中，采纳橡皮筋拉小车，使小车获得动能的过程中，探究橡皮筋做的功与小车速度变更的关系。由于橡皮筋的弹力随其长度变更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。本试验的精妙之处就在于奇妙地回避了功的计算。因为假如一条橡皮筋对小车做功为W?时，两条橡皮筋对小车做的功就是2W，三条橡皮筋对小车做功为3W，依次类推，各次试验中橡皮筋对小车的功都可以用W的倍数来表达，再利用打点计时器来测定各次试验中小车的速度，依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更间的关系。

从本章学问的整个体系来说，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相识基础，在教学中应敏捷把握。通过“探究功与物体速度变更的关系”的试验，也可以有效地促使学生在学习动能定理后能比较深刻地相识到动能定理不仅对恒力做功的条件下成立，在变力做功的状况下也是成立的。?

学情分析

学情分析

学生在本章的前几节内容中，已经初步树立了功是能量变更的量度的观念。那么，力对物体所做的功与物体动能的变更量间存在着什么关系呢？这是学生急待解决的问题。?引入“探究功与物体速度变更的关系”这节内容正所谓急学生所急，但假如运用恒力做功的方式来探究功与物体速度变更间的关系，可能会使学生产生审美疲惫，因为我们在“探究加速度与力、质量的关系”时已经用过这套试验装置。现在，选择利用橡皮筋的拉力做功来探究功与物体速度变更间的关系，不仅考虑到这样处理简单使学生产生簇新感，进而产生探究的爱好，也因为变力做功对实际问题来说更具有普遍性。这样的设计思路，把不便于用公式进行计算的橡皮筋对小车的弹力的功通过思维的变换，用变更橡皮筋条数，保持小车在相同距离的条件下，弹力做功的大小与橡皮筋的条数成正比来取代，这是一种极其奇妙地思路，也是一种很好地进行科学探究的思维方法。同时，也特别符合中学生的认知特点，对开阔学生的视野，提高科学素养等方面都会产生主动的影响。

设计思想

设计思想

围绕试验设计、试验操作与试验数据处理三个环节引导学生绽开探究过程。通过小组探讨、课件演示、动手试验和试验数据处理等一系列活动激发学生主动参加的主动性和和学习的热忱。老师依据学问发生、发展与变更的过程通过穿针引线的方式主动引导学生进行探究性学习，努力激发学生学习的爱好，培育学生探究发觉和合作学习的实力。

采纳“问题—探讨—试验—归纳”的探究性教学模式，使学生在获得学问的同时，学会科学探讨的方法，经验伴随着探究活动的深化而产生的情感体验。

前面几节课探讨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。

我们已经知道物体的动能与物体的速度有关，但我们还不能一下子就探究到功和物体动能的关系，我们先来探究力对物体做的功与物体速度变更的关系。

特殊应当明确的是：本节课题《探究功与物体速度变更的关系》中物体速度变更不是指速度的变更量，而是指速度相关量的变更量。详细讲，可能是速度一次方的变更量，也可能是速度二次方的变更量、速度三次方的变更量…，还可能是速度二分之一次方的变更量…。所以我们探究的方向是功与物体速度相关量变更的关系，这样，我们探究起来才不会误入歧途。既不会只探究功与物体速度变更的关系，偏离探究方向；又不会狭隘的干脆探究功与物体速度二次方变更的关系，功与物体速度三次方、二分之一次方变更的关系也要探究。要看看功与物体速度相关量变更究竟是什么关系。

关于试验细微环节的说明：

（1）试验材料：橡皮筋要选择同一根，截成等长的六段，每段长度约0.5m;要事先做好两端带套且长度相等的橡皮条，共6根；木板要平整，长约30cm、宽约1m;纸带够用即可，不行过长，越长阻力越大，若小车加速运动5cm，纸带用25cm即可。

（2）试验操作：平衡摩擦力要在小车后拖上纸带，纸带穿过打点