子主題一 探究單擺擺球的動能

1、子主題一 探究單擺擺球的動能 知道物體動能的大小與它的質(zhì)量和速度有關(guān)； 會根據(jù)質(zhì)量和速度判斷物體動能的大小； 知道物體下落速度與物體下落的高度有關(guān)。 通過實驗探究物體下落速度與物體下落的高度有關(guān)； 通過參與探究活動，學(xué)習(xí)制定探究物體的動能與質(zhì)量和速度大小的實驗方案； 運用控制變量的方法進行實驗操作，認(rèn)識科學(xué)方法在實驗探究中的重要性。 對所探究物理問題感興趣，主動參與探究活動，積極尋找答案； 能與同伴默契合作，交流時認(rèn)真聽取他人的發(fā)言。 小球從斜面越高處滾下，到底端的速度就越大，這需要用機械能守恒、勢能轉(zhuǎn)化為動能來解釋。因而在課堂上動能知識點學(xué)習(xí)中作為學(xué)生默認(rèn)接受的事實，教師一帶而過不能說明理由

2、。物體下落的高度越高，物體的速度就越快。是必須用到的、不能回避的重要結(jié)論。本活動重點是通過單擺的擺動，探究物體下落速度與物體下落高度的關(guān)系。用實驗事實說話，讓學(xué)生自己直接得出該結(jié)論。建議1.使用比較法進行定性研究，同時觀察兩個單擺的擺球的運動，對運動快慢加以比較。注意提示學(xué)生仔細(xì)觀察物體的運動情況。建議2.探究實驗過程分為兩步：（1）探究不同質(zhì)量的擺球從相同高度釋放后的運動的快慢情況。（2）比較擺球從不同高度釋放后運動的快慢情況。 探究活動二的任務(wù)是用單擺、小車（或木塊）設(shè)計實驗，探究物體的動能大小和哪些因素有關(guān)。學(xué)生已在課堂上學(xué)習(xí)過動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，但要求學(xué)生使用與教材上不同的器材

3、設(shè)計實驗，對學(xué)生的探究能力提出新的要求，具有一定難度。設(shè)計實驗方案要解決的難點問題有以下兩點：（1）實驗中怎樣比較物體動能的大??？（2）怎樣用控制變量法分別研究哪些因素與動能相關(guān)？（3）實驗中怎樣控制讓物體速度相同？建議一：物體的動能不好直接觀察和測量，在本實驗中我們通過轉(zhuǎn)換法來間接的觀察和比較。動能大的物體具有的能多，能做的功就多，認(rèn)識實驗中我們通過讓運動的物體對靜止的小車做功，小車滑行距離遠(yuǎn)的，說明物體具有的動能大。在探究過程中也向?qū)W生滲透了功是能量的量度的概念。可以根據(jù)實際條件選用實驗器材，用木塊或小紙盒替代小車。建議二：先明確要研究哪幾個因素與動能有關(guān)，用控制變量法時，哪個變量是自變量

4、，哪個變量是因變量，哪個是控制變量。然后再研究具體的控制方法。 建議三：實驗中控制變量的具體方法，引導(dǎo)學(xué)生運用已有知識解決新的問題，把活動一中得出的探究結(jié)論單擺擺球下落高度和速度的關(guān)系，運用到新任務(wù)中。實驗設(shè)計中如何保證每一次實驗小球的下落高度都相同？啟發(fā)學(xué)生用刻度尺或其他方法來控制下落高度。 探究單擺擺球的動能活動建議方案活動一：探究下落物體的速度與哪些因素有關(guān)學(xué)生通過實驗探究下落物體的速度與物體質(zhì)量無關(guān)，與下落高度有關(guān)。1.設(shè)置情景。（1）教師演示實驗，學(xué)生描述現(xiàn)象。引導(dǎo)：生活中有這樣的現(xiàn)象，一個沒有關(guān)好的自來水龍頭在滴水，大家有沒有留意水滴從水龍頭滴出來后的運動情況？演示：舉高膠頭滴管，

5、滴出水滴，水滴從高處落下。提問：請描述你看到的現(xiàn)象。學(xué)生描述看到的現(xiàn)象：水滴離開膠頭滴管剛下落時，能看清是一滴一滴的，下落到后來看不清，看到的是一條一條的“線”。 （2）教師展示實驗圖片小球?qū)δ緣K做功：兩次實驗小球的釋放高度不同。引導(dǎo)：回顧課堂探究動能大小和速度的關(guān)系時小球從斜面上滾下來（或小車滑下）的實驗。2.學(xué)生提出探究問題和猜想。（1）教師提出要求：請對這兩個實驗的現(xiàn)象，提出一個可以探究的科學(xué)問題。（2）學(xué)生分組議論，提出探究問題。教師歸納學(xué)生提出的問題：探究物體下落的速度與高度的關(guān)系。（3）猜想從高處釋放物體，釋放的高度越高，到最低點時的速度越大。質(zhì)量越大的物體，釋放的高度相同，到最低

6、點時的速度越大。3.實驗探究物體下落的速度與質(zhì)量、下落高度的關(guān)系。（1）學(xué)生分組設(shè)計實驗方案。選擇實驗器材和裝置，確定要研究的物理量和實驗步驟，設(shè)計記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的表格。實驗方案參考：用單擺設(shè)計實驗。把金屬小球懸掛在鐵架臺上如圖，使小球水平偏離正下方一段距離S，這樣小球同時被提升了一段高度H。如圖所示。首先讓不同質(zhì)量的小球從相同的高度釋放，觀察比較它們運動的快慢是否相同；然后讓兩個小球從不同高度釋放，比較它們運動的快慢與釋放高度的關(guān)系。（2）小組之間交流設(shè)計方案。根據(jù)交流討論，修正實驗方案。（3）分組進行實驗探究，收集實驗數(shù)據(jù)（證據(jù)）。（4）小組討論，分析論證，得出結(jié)論。探究實驗參考：實驗

7、器材：鐵架臺、細(xì)線、金屬小球3個（其中2個質(zhì)量相同）或其他小重物。實驗裝置：實驗步驟：1. 探究單擺小球從相同的高度釋放，運動的快慢與質(zhì)量的關(guān)系。（1）如圖1分別用1米長的細(xì)線把質(zhì)量不同的兩鋼球懸吊在鐵架臺上；（2）雙手分別將兩球內(nèi)拉至同一高度H1，如圖2；提示：拉起小球時要注意，小球和細(xì)線應(yīng)在同一豎直平面內(nèi)。（3）然后由靜止釋放，注意觀察兩球在空中的運動是否同步，若不同步則觀察誰快誰慢；（4）改變小球被提升的高度后，重復(fù)步驟（2）（3），再做幾次實驗。 2.探究單擺小球從不同的高度釋放，運動的快慢與釋放高度的關(guān)系。（1）分別用1米長的細(xì)線把兩個相同的小球懸掛在鐵架臺上；（2）一只手拉一個小球

8、使之偏離最低點一小段距離，分別為S1 、S2 ，使S1S2 （如：S1<6cm， SS>10cm ），兩球高度不同，如圖3所示；提示：拉起小球時要注意，小球和細(xì)線應(yīng)在同一豎直平面內(nèi)。（3）同時釋放小球，觀察比較兩小球的運動情況。（4）重復(fù)步驟（2）（3），再做幾次實驗。實驗現(xiàn)象：1質(zhì)量不同的小球從相同的高度由靜止釋放后，它們在空中的運動是完全同步的。2質(zhì)量相同的小球從不同的高度由靜止釋放后，它們同時到達(dá)最低點，同時上升到最高點。實驗結(jié)論：1質(zhì)量不同的小球從相同的高度由靜止釋放后，下降的高度相同時它們的速度也相同。物體下落時的速度與物體下落的高度有關(guān)，與物體的質(zhì)量無關(guān)。2物體被提升得

9、越高，釋放后到達(dá)最低點的速度就越大?？偨Y(jié)：實驗現(xiàn)象表明，物體從相同高度由靜止釋放后，到達(dá)最低點時運動的速度相同。物體被抬得越高，釋放后到達(dá)最低點時的速度越快。 4.交流探究成果（1）各小組匯報收集的實驗數(shù)據(jù)，分析論證過程，表述探究結(jié)論。（2）請一位學(xué)生總結(jié)歸納探究的結(jié)果。 分組討論、實驗，班級內(nèi)互相交流。 教師評價、學(xué)生互評。1課時。活動二：通過實驗探究物體動能的大小與什么有關(guān)？設(shè)計實驗，探究影響單擺擺球動能大小的因素，驗證單擺擺球的動能與質(zhì)量、速度有關(guān)，質(zhì)量越大動能越大，速度越大動能越大。1.創(chuàng)設(shè)情景提出問題。（1）教師展示媒體資源，子彈射出槍口的高速攝影照片、行駛的汽車及車禍等圖片，說明運

10、動的物體具有動能，具有動能的物體能做功。（2）教師提出探究問題運動的單擺擺球具有動能。探究影響單擺擺球動能大小的因素有哪些？這些因素與動能大小有怎樣的關(guān)系（定性關(guān)系）？2.學(xué)生分組進行探究活動。（1）進行猜想并根據(jù)猜想及教師提供的實驗器材制定具體的實驗方案，設(shè)計出記錄表格。明確小組內(nèi)每人的分工。（2）教師指導(dǎo)：注意在實驗中運用控制變量的方法。根據(jù)活動一的探究結(jié)果，怎樣控制變量，才能讓質(zhì)量不同的小球的運動速度相同，讓質(zhì)量相同的小球速度不同？ 記錄表格參考：表格一： 實驗次數(shù)1234小球質(zhì)量    提升高度    小車

11、滑行距離    表格二： 實驗次數(shù)1234小球質(zhì)量    提升高度    小車滑行距離    3.分組實驗，探究單擺擺球動能的大小與哪些因素有關(guān)，及有怎樣的定性關(guān)系？（1）學(xué)生在教師的指導(dǎo)下組裝實驗裝置，進行實驗操作，觀察實驗現(xiàn)象和記錄數(shù)據(jù)。（2）教師巡回指導(dǎo)，應(yīng)注意控制變量，要求學(xué)生明確要觀察和記錄的現(xiàn)象。（3）同學(xué)歸納出單擺擺球的動能與哪些因素有關(guān)，以及各因素和動能之間的定性關(guān)系是什么。4.完成探究報告。探究實驗參考：實驗器材：鐵架

12、臺、細(xì)線繩、質(zhì)量不同的單擺球3個（也可使用其他可懸掛的小重物），刻度尺，小車（也可用木塊或紙盒代替） 實驗裝置：實驗步驟：（1）探究擺球動能與速度的關(guān)系 如圖1組裝實驗器材，刻度尺固定在鐵架臺上，將小鋼球用細(xì)線繩拴好，懸吊在鐵架臺上； 調(diào)整小球高度，使小球與小車恰好接觸。小球懸吊靜止時，標(biāo)出小車位置； 將小球拉至一定高度（如圖2），從刻度尺上讀出數(shù)據(jù)，記錄在數(shù)據(jù)表中； 從靜止到釋放小球，測量小車運動距離，記錄在數(shù)據(jù)表中； 改變釋放小球的高度，再做兩次實驗。將數(shù)據(jù)記在數(shù)據(jù)表中。（2）探究擺球動能與質(zhì)量的關(guān)系 重復(fù)實驗（1）中的步驟 更換質(zhì)量不同的另一小球。鋼球懸吊在鐵架臺上，調(diào)整小球高度，使小球

13、與小車恰好接觸。小球懸吊靜止時，標(biāo)出小車位置； 保持小球釋放高度不變，然后從靜止釋放小球，測量小車運動距離，記錄在數(shù)據(jù)表中； 換用質(zhì)量不同的小球再做一次次實驗。將數(shù)據(jù)記在數(shù)據(jù)表中。注意事項：（1）不同質(zhì)量的鋼球質(zhì)量差要大些。（2）將質(zhì)量相同的鋼球拉至不同高處實驗時，二者高度差應(yīng)大些。（3）滑塊初始位置要放在鋼球懸吊靜止時正下方且鋼球恰好接觸其被撞側(cè)面中心。（4）每次實驗時，必須讓球由靜止釋放且從側(cè)面觀看恰能撞擊小車側(cè)面中心。 實驗現(xiàn)象及分析：（1）小球質(zhì)量保持不變時，小球釋放高度越大，小車被撞擊后滑動距離越長；小球釋放高度越大，到達(dá)最低點的速度越大，對小車做的功越多，說明物體具有的動能越多。（

14、2）小球釋放高度一定時，質(zhì)量越大的小球撞擊小車，小車滑動距離越長。小球釋放高度不變，到達(dá)最低點的速度保持一定，質(zhì)量越大，對小車做的功越多，說明物體具有的動能越多。 實驗結(jié)論：速度和質(zhì)量是影響動能大小的因素；質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大。 分組討論和進行實驗。教師評價、學(xué)生互評。1.5課時。物理評價內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)評價項目評價內(nèi)容達(dá)成情況評價優(yōu)秀良好合格知識技能知識能再認(rèn)與識別基本概念，理解含義，正確應(yīng)用于口頭和書面表述中；能運用知識較準(zhǔn)確地解釋相關(guān)現(xiàn)象。能再認(rèn)與識別基本概念，理解含義。能運用知識解釋相關(guān)現(xiàn)象。能再認(rèn)與識別基本概念。作品探究報告格式符合要求，內(nèi)容完整，

15、能真實地反映實驗的過程和采用的實驗方法；記錄數(shù)據(jù)真實、可靠；有對誤差的分析和對實驗反思、評價。格式符合要求，內(nèi)容完整，反映探究過程和結(jié)果。有探究報告。過程方法收集信息能力能根據(jù)探究問題設(shè)計實驗，運用科學(xué)方法正確；觀察實驗現(xiàn)象，收集相關(guān)證據(jù)；能正確進行實驗操作，測量并記錄完整的數(shù)據(jù)。能較準(zhǔn)確的鑒別數(shù)據(jù)的有效性。能設(shè)計針對探究問題的實驗，恰當(dāng)運用科學(xué)方法，參與實驗操作，收集到較完整的實驗證據(jù)、數(shù)據(jù)。觀察了實驗操作過程和現(xiàn)象，記錄了小組的實驗數(shù)據(jù)，但不夠完整。交流信息的能力參與各環(huán)節(jié)的交流活動，能通過口頭、書面或表演，全面準(zhǔn)確展示探究活動的過程和成果；明確地表達(dá)對證據(jù)的分析和探究結(jié)果；能較合理的回答

16、他人的質(zhì)疑；能對他人的觀點和事實做出評估。參與各環(huán)節(jié)的交流活動，能通過口頭、書面或表演，較準(zhǔn)確地表述探究過程和結(jié)論，能表明自己的觀點和對他人觀點看法。參與小組交流過程，能表明自己對他人觀點的看法。解決實際問題的能力能利用生活中的材料和物品設(shè)計實驗和小制作；通過獨立操作，調(diào)整和改進，解決關(guān)鍵問題，高質(zhì)量完成實驗和制作。能利用生活中的材料和物品設(shè)計實驗和小制作，在他人幫助下完成實驗和制作。利用生活中的材料和物品，與他人合作完成實驗和制作。情感態(tài)度參與態(tài)度積極參與了探究的全過程，在活動的各環(huán)節(jié)中都精力集中，在小組中積極出謀劃策，想辦法解決問題，主動承擔(dān)了較多的工作。積極參與了探究的全過程，關(guān)注活動的

17、各環(huán)節(jié)，主動承擔(dān)并完成部分工作。參與了部分探究過程，完成分配給自己的工作。合作精神有團隊意識，與小組其他成員分工合作，善于溝通，與整個小組共享成果，堅持原則又尊重他人意見，勇于承認(rèn)、放棄或修改自己的錯誤。有團隊意識，與小組其他成員分工合作，積極溝通，尊重他人的意見。有團隊意識，與小組其他成員分工合作。在活動過程中注意觀察和收集學(xué)生的表現(xiàn)，及時給予口頭評價，肯定學(xué)生的努力，贊揚學(xué)生的優(yōu)良表現(xiàn)，指出不足。 重點對各小組參與活動的態(tài)度、合作情況及成果作一個綜合印象評價。探究單擺擺球的動能探究活動教師對小組的評價表評價項目活動一活動二活動三總評小組優(yōu)秀良好需努力優(yōu)秀良好需努力優(yōu)秀良好需努力優(yōu)秀良好需努

18、力1            2            3            4            5 

19、           6            * 在相應(yīng)的等級下打“”。 探究單擺擺球的動能探究活動教師對小組的評價表探究單擺擺球的動能探究活動小組評價表 姓名：_ 同組同學(xué)有：_ 評價項目學(xué)習(xí)目標(biāo)評價重點達(dá)成情況評價優(yōu)秀良好一般未完成知識技能知道物體動能的大小與它的質(zhì)量和速度有關(guān)；知識    會根據(jù)質(zhì)量和速度判斷物體動能的大

20、??；探究報告    知道物體下落速度與物體下落的高度有關(guān)。探究報告    過程方法通過實驗探究物體下落速度與物體下落的高度有關(guān)。收集信息能力    通過參與探究活動，學(xué)習(xí)制定探究物體的動能與質(zhì)量和速度大小的實驗方案；解決實際問題的能力    運用控制變量的方法進行實驗操作,認(rèn)識科學(xué)方法在實驗探究中的重要性； 交流信息的能力    情感態(tài)度 對所探究物理問題感興趣，主動參與探究活動，積極尋找答案；

21、參與態(tài)度    能與同伴默契合作，交流時認(rèn)真聽取他人的發(fā)言。合作精神    綜合評語：* 由小組同學(xué)對該同學(xué)各項學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況作評價。在符合該同學(xué)表現(xiàn)的評價空格中畫“”。* 綜合欄目內(nèi)請組長綜合小組同學(xué)的意見對該同學(xué)在探究活動中的表現(xiàn)寫簡要的評語。探究單擺擺球的動能探究活動小組評價表所需實驗器材：活動一：膠頭滴管；鐵架臺、細(xì)線、金屬小球3個（其中2個質(zhì)量相同）或其他小重物；活動二：鐵架臺、細(xì)線繩、質(zhì)量不同的單擺球3個（也可使用其他可懸掛的小重物），刻度尺，小車（也可用木塊或紙盒代替）。 本子主題主要運用了控制變量

22、法和轉(zhuǎn)換法等方法進行探究學(xué)習(xí)。（1）控制變量法所謂控制變量法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其中的一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化，最終解決所研究的問題。運用控制變量法要遵守單因子變量原則和對照性原則。所謂變量是指可操縱的特定因素或條件，它包括實驗變量、反應(yīng)變量、無關(guān)變量和額外變量，指實驗中由實驗者操縱的因素或條件，反應(yīng)變量又稱因變量，指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結(jié)果。無關(guān)變量也稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結(jié)果。額外變量也稱干擾變量，指實驗中由于無關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果。1. 單因子變量原則：該原則可使實驗中

23、復(fù)雜的關(guān)系簡單化，使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確。它要求：一是確保“單因子變量”的實驗觀察，即不論一個實驗有幾個實驗變量，都應(yīng)做到一個實驗變量對應(yīng)一個反應(yīng)變量。二是確保“單因子變量”的操作規(guī)范，即在實驗操作中要盡可能避免無關(guān)的變量及額外的變量干擾。2. 對照性原則：該原則是實驗設(shè)計最常用的原則，其目的在于消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響，增加實驗結(jié)果的可信度和說服力。實驗時設(shè)對照組和實驗組。對照組：已經(jīng)確定其結(jié)果的事物，稱為對照組，作為比較的標(biāo)準(zhǔn)。對照的方法通常有空白對照、自身對照、條件對照和相互對照，如實驗觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原是自身對照，驗證酶的高效性的專一性為相互對照?？瞻讓φ眨翰唤o對照組任何處理，

24、只保持正常的理想的狀態(tài)，而實驗組只改變所要研究的因素。條件對照：給對照組施以某種處理但非實驗變量處理，該處理僅具對照意義。自身對照：實驗組對照組在同一研究對象上進行，不另設(shè)研究對照組，以實驗的某一性質(zhì)在實驗前后的改變，形成對照。相互對照：不設(shè)對照組，而是幾個實驗相互對照，其結(jié)果的差異可認(rèn)定是實驗變量的效果。例如，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻有關(guān)系，實驗難以同時研究電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，而是在分別控制導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓不變的情況下，研究導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻的關(guān)系，分別得出實驗結(jié)論。應(yīng)用：理想斜面實驗、探究力與運動的關(guān)系、探究影響滑動摩擦力大小的因素、探究影響壓力的作用效果的因素、探