《實(shí)驗：探究功與速度變化的關(guān)系》教案2

1、實(shí)驗：探究功與速度變化的關(guān)系教案一、教學(xué)目標(biāo)（-）知識與技能1、知道探究活動須測定功與速度兩個物理量；2、會利用打點(diǎn)計時器打出的紙帶計算物體運(yùn)動的速度；3、會運(yùn)用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系。（二）過程與方法1、體驗實(shí)驗方案確定過程的探究思路；2、體驗實(shí)驗操作過程中控制實(shí)驗條件的方法；3、體驗通過實(shí)驗數(shù)據(jù)處理尋找物理量間變化關(guān)系的方法。（三）情感態(tài)度與價值觀通過親身實(shí)踐體會，領(lǐng)略探究過程中避繁就簡的方法選擇，感受實(shí)驗探究的快樂，形成“實(shí)踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀，培養(yǎng)科學(xué)思維方式與能力。二、教學(xué)重點(diǎn)探究思路，功與速度變化的關(guān)系。三、教學(xué)難點(diǎn)1、變力功的計算（倍增法）。2、從尋找W-

2、V關(guān)系轉(zhuǎn)向?qū)ふ?W關(guān)系（圖像法）。四、課時安排1課時五、教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、粉筆、圖片。六、教學(xué)過程新課導(dǎo)入：“在很早的時候人們就認(rèn)識到，要想使物體運(yùn)動是要付出代價的”，在現(xiàn)實(shí)生活中我們也經(jīng)常遇到這樣的例子：要想使汽車運(yùn)動起來是要消耗汽油的；要想使火箭獲得一個很大的速度，從而飛向太空，這同樣要消耗大量的燃料；要想使鉛球、鐵餅等物體獲得初速度從而把它們投擲出去，這也需要運(yùn)動員耗費(fèi)大量的體力。以上各種現(xiàn)象中，要使物體獲得的速度越大，需要付出的代價也越高。這說明了什么物理問題。新課講解:一、探究的思路1、閱讀課文，說出該探究實(shí)驗的目的、實(shí)驗所需要的器材及實(shí)驗的設(shè)計思路。2、課本中利用不同數(shù)目的橡皮筋

3、拉動小車做功，對此，你有何認(rèn)識？怎樣選擇橡皮筋才盡可能減小誤差？3、實(shí)驗時為何要平衡摩擦力？如何平衡？4、實(shí)驗中如何來測定小車的速度？如何從紙帶上分析出小車在通過B點(diǎn)時的速度？實(shí)驗?zāi)康模?、通過實(shí)驗探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系。2、體會探究的過程和所用的方法。實(shí)驗器材：木板、小車、橡皮筋、打點(diǎn)計時器及電源、紙帶等。設(shè)計思路：如圖所示1、橡皮筋拉小車時的作用力是變力，我們不能求變力做功問題，但選用相同的橡皮筋且伸長量都一樣時，橡皮條數(shù)目的關(guān)系就是做功多少的關(guān)系，因此，可以不需求出變力功的大小,就知道功的關(guān)系。2、市售的橡皮筋粗細(xì)不一，一致性差，彈力偏大。不同的橡皮筋之間的彈力差異也較大

4、，不能滿足本實(shí)驗的要求。而且用至少4根以上時彈力過大，使打出的紙帶點(diǎn)數(shù)過少，以致找不出小車不受力勻速運(yùn)動時所打出的點(diǎn)。可選擇服裝中使用的多股橡皮筋的松緊帶，要仔細(xì)地剪成單股。3、實(shí)驗中的小車不可避免地要受摩擦力的作用，我們研究拉力對小車做功和速度的關(guān)系應(yīng)排除其他力的影響。可將木板的一端稍墊高，輕推小車，觀察小車是否做勻速運(yùn)動，使重力的分力與摩擦力相平衡，消除摩擦力的影響。4、(1)用打點(diǎn)計時器來測速度；(2)用頻閃照相來測速度；(3)用傳感器借助計算機(jī)來測速度。由于實(shí)驗器材和每次操作過程的分散性，尤其是橡皮筋不可能做到各條之間的長度、粗細(xì)完全一致，使得每次改變橡皮筋的條數(shù)以后，紙帶上反映小車勻

5、速運(yùn)動階段的點(diǎn)數(shù)，和這些點(diǎn)的位置不一定出現(xiàn)在事先設(shè)定的B點(diǎn),可能在B點(diǎn)前后。這是因為小車在幾條橡皮筋拉動下運(yùn)動至B點(diǎn)時，還可能受到其中某條橡皮筋的拉力。因此對紙帶上的點(diǎn)要進(jìn)行分析，方法是比較B點(diǎn)之前及B點(diǎn)之后若干個相鄰兩點(diǎn)間的距離是否基本相同。選擇相鄰距離基本相同的若干個點(diǎn)作為小車的勻速運(yùn)動階段，用這些點(diǎn)計算小車的速度。二、操作的技巧教師活動：利用多媒體展示問題，讓學(xué)生思考、回答。問題：1、設(shè)想若不平衡摩擦，紙帶上的點(diǎn)會是什么樣的？平衡摩擦之后，做該實(shí)驗紙帶上的點(diǎn)又是什么樣的？2、紙帶上的點(diǎn)距并不都是均勻的，應(yīng)該選用哪些點(diǎn)距來確定小車的速度？為什么？3、在改變橡皮筋的條數(shù)后，為什么要把小車?yán)?/p>

6、相同的位置釋放？不這樣做會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？學(xué)生活動：分組討論。師生互動：學(xué)生發(fā)言，教師點(diǎn)評、總結(jié)。明確：1、若不平衡摩擦，小車在開始時受橡皮筋的拈力和摩擦力。拉力逐漸變小，摩擦力不變。在兩個力相等前做加速度越來越小的加速運(yùn)動，兩力相等時速度達(dá)到最大。之后兩力的合力方向與速度方向相反，合力開始做負(fù)功，做加速度越來越大的減速運(yùn)動，當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長后僅受摩擦力，做勻減速直線運(yùn)動。故紙帶上的點(diǎn)是兩頭密、中間疏，幾乎找不到間距相等的點(diǎn)。平衡摩擦后，小車開始做加速度越來越小的加速運(yùn)動，橡皮筋恢復(fù)原長后做勻速直線運(yùn)動，故點(diǎn)跡是開始密，越來越疏，之后間距相等。2、由上述分析可知，平衡摩擦后，紙帶上的點(diǎn)并不都是均

7、勻的。在小車做加速運(yùn)動的過程中，橡皮筋還在繼續(xù)對小車做功，恢復(fù)原長，做功完畢。小車做勻速運(yùn)動，因此我們要選擇點(diǎn)距相等的點(diǎn)來確定小車的速度。具體做法：測出點(diǎn)距相等的n個點(diǎn)間的位移x,v=x-(n-1)T123、由上一節(jié)探究已經(jīng)知道，彈簧或橡皮筋彈性勢能為kx2。每次必須拉至相同位置，2目的是保證每次實(shí)驗每條橡皮筋的彈性勢能相同，這樣橡皮筋的條數(shù)與彈性勢能成正比，使得做的功與橡皮筋的條數(shù)成正比。隨著橡皮筋條數(shù)的增多，做功分別為W2W3W-.若不嚴(yán)格拉至同一位置，就不滿足上述情況，造成較大誤差。三、數(shù)據(jù)的處理教師活動：提出問題，讓學(xué)生思考，回答。問題：1、對于實(shí)驗所得到的數(shù)據(jù)，我們?nèi)绾翁幚恚?、描繪

8、圖象時我們應(yīng)注意哪些問題？學(xué)生分析、思考、回答：師生互動：學(xué)生回答，教師點(diǎn)評，引導(dǎo)。明確：1、將得到的一組(W,v)值描點(diǎn)于W-v坐標(biāo)平面內(nèi)，從點(diǎn)的分布情況來大致判斷應(yīng)該是什么樣的曲線，然后分別試探畫出W與v、W與v2、W與v3、W與、7之間的圖象。因為直線關(guān)系最容易判斷兩個物理量的關(guān)系，所以通過試探，找出哪一組是正比關(guān)系，最后確定功與速度的最終關(guān)系，也可借助計算機(jī)來進(jìn)行分析、整理。2、數(shù)據(jù)處理同樣體現(xiàn)了探究問題的思路，在Wv坐標(biāo)系中描繪出Wv的各對應(yīng)點(diǎn)后，既要觀察各點(diǎn)的位置關(guān)系，又要思考這些點(diǎn)之間應(yīng)有的函數(shù)關(guān)系。由于實(shí)驗誤差，這些點(diǎn)的位置有可能表現(xiàn)為直線分布，也可能表現(xiàn)為曲線分布。一般呈直線

9、分布的原因是由于橡皮筋的拉力較大，小車的速度比較大，加之實(shí)驗次數(shù)少，所取的點(diǎn)數(shù)也少，使Wv各對應(yīng)點(diǎn)近似成線性分布?？梢詮膬煞矫娼鉀Q：在小車上加硅碼，增大小車質(zhì)量，使小車速度不致過快；另外在畫圖時加大縱坐標(biāo)的單位長度。從原點(diǎn)0開始描繪圖線也可以避免畫成直線。畫圖線時應(yīng)畫成平滑的曲線，不能連成折線；在畫直線時應(yīng)盡可能使點(diǎn)落在直線上，不能落在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，如圖甲、乙所示。甲乙教師活動：要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗的設(shè)計思路，歸納進(jìn)行實(shí)驗的步驟。分小組進(jìn)行實(shí)驗，教師觀看學(xué)生實(shí)驗，及時給予幫助或引導(dǎo)。學(xué)生活動：歸納實(shí)驗步驟，按步驟進(jìn)行實(shí)驗。1、設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為W2W3W2、由紙帶和打點(diǎn)計時器分別測出小車獲得的速度W、V2、V33、以橡皮筋對小車做的功為縱坐標(biāo)（以第一次實(shí)驗時的功W為單位），小車獲得的速度