究功與速度變化的關系物理教學設計2功教學設計

1、第5頁 共5頁究功與速度變化的關系物理教學設計2-功 教學設計【探究學習】閱讀教材,提出方法(1)實驗裝置:見右圖。配套器材:課本方案裝置(2)實驗思想方法:倍增法。雖為變力做功,但橡皮條做的功,隨著橡皮條數目的成倍增加功也成倍增加。這種方法的構思極為巧妙。歷史上,庫侖應用類似的方法發(fā)現了著名的庫侖定律。當然,恒力做功時,倍增法同樣適用。(3)數據處理方法:圖像法。作出功-速度(W-v)曲線,分析p 這條曲線,得出功與速度變化的定量關系。學生考慮,提出預案(1)學生提出多種設計預案,在課上展示設計的思路和方法:課本方案、氣墊導軌加數字毫秒計方案、鐵架臺打點計時器自由落體方案等。(2)教師針對各

2、種設計預案,進展分析p :主要從合理性、科學性、可行性等方面進展分析p ,略。師生研討,初定方案1、制定根本的實驗方案:(師生互動)互動以下面幾個問題為中心展開:(1)探究中,我們是否需要橡皮筋做功的詳細數值?不需要。因為實驗是以倍增的思想方法設計,假設橡皮筋第一次做功為W,那么橡皮筋第二次做功為2W,、橡皮筋第n次做功為nW。且實驗巧妙地將倍增的物理方法應用于變力做功。(2)為了到達各次實驗中橡皮筋做的功成倍增加,即實現倍增,對各次實驗中橡皮筋的伸長量有什么要求?你想出了什么方法?各次實驗中橡皮筋的伸長量必須一樣。假設使小車在橡皮筋的變力作用下產生的位移一樣,就要有一樣的運動起點。詳細方法是

3、:以第一次實驗時小車前(或后)端的位置為基準,垂直運動方向在木板上作出一條程度線。以后改變橡皮筋的條數時,小車前(或后)端仍以此位置為基準(均從靜止)運動。(3)小車獲得的速度怎樣計算?小車在橡皮筋作用完畢后,做勻速運動。找出紙帶中點距相等的一段。求出點距相等一段的平均速度,即為小車勻速運動的速度,即小車加速后獲得的速度。(4)是否一定需要測出每次加速后小車速度的數值?可以怎樣做?不一定需要。(當然,也可以測出每次加速后小車速度的數值)設第一次小車獲得的速度為v,小車在第一次、第二次、第n次實驗中的速度為:假設令那么即小車在第二次以后實驗中獲得的速度可以用第一次實驗中獲得的速度的倍數來表示。(

4、5)實驗完畢后,用什么方法分析p 橡皮筋對小車做的功與小車速度的關系?(6)如何在坐標紙上建立兩軸物理量?如何確定適當的標度?2、確立根本的實驗方案,設計初步的實驗步驟:A.先將木板置于程度桌面,然后在釘有鋼釘的長木板上,放好實驗小車。B.把打點計時器固定在木板的一端,將紙帶穿過打點計時器的限位孔,紙帶一端夾緊在小車的后端,打點計時器接電。C.過兩釘中垂線上的適當位置作兩釘的平行線,交中垂線于O點,作為小車每次運動的起始點。D.使用一根橡皮筋時,將小車的前端拉到O點,接通電,打點計時器打點,釋放小車,小車分開木板前適時使小車制動,斷開電,取下紙帶。重復本項前面的過程,選出點跡明晰的紙帶。(求出

5、小車獲得的速度。暫不求)E.換用同樣材料、粗細、長度的兩根、三根、六根橡皮筋,按照D項的方法,分別進展實驗。(得出各次實驗中小車分別獲得的速度。暫不求)F.以功為縱軸(第一次橡皮筋做的功為縱軸的單位長度),以速度為橫軸(第一次小車的速度為橫軸的單位長度),建立坐標系,用描點法作出圖像,看看是否是正比例圖像,假設不是,功與速度的哪種相關量(的變化量)是正比的,功就與速度的這種相關量(的變化量)具有確定的函數關系。學生實驗,教師指導1、學生按確定方案開始初步實驗。(首先完成實驗操作方案的前四步)2、教師適時提出問題,指導學生操作的技巧,針對問題,完善實驗操作。(1)小車運動中會受到阻力,可以采用什

6、么方法進展補償?可以采用平衡摩擦力的方法。詳細操作是:使木板略微傾斜,將小車(車后拴紙帶)放到木板上,輕推小車,小車運動,觀察紙帶的點距。調節(jié)木板的傾角,觀察紙帶的點距,直到點距相等,說明恰平衡摩擦力(假設用氣墊導軌,調節(jié)導軌的傾角,假設擋光條遮光的時間通過數字毫秒計顯示時間相等,即恰平衡摩擦力)。(2)觀察打點的紙帶,點距是如何變化的?點距是否均勻?問題出在哪里?假設恰能平衡摩擦力,試分析p 小車會做何種運動?應該采用哪些點距來計算小車的速度?先增大,后減小。不均勻(不是勻加速)。沒有平衡摩擦力。就要用到補償法。先加速(但非勻加),后勻速。應采用小車做勻速運動那一段的點距來計算速度。因為勻速

7、的速度就是橡皮條對小車作用的最終速度;由于小車在橡皮條變力作用下做非勻加速運動,最終速度不能用勻變速運動紙帶的處理方法得到,但可以用勻速運動紙帶的處理方法得到。(3)使木板略微傾斜,調節(jié)木板的傾角,經檢驗恰好平衡摩擦力?？梢宰鲆幌盗械仄叫芯€,選適當的位置作為A,重新標出小車運動的初始位置A。(表達完善實驗的過程)(4)確立可操作實驗方案,設計合理的實驗步驟:A.先將木板置于程度桌面,然后在釘有鋼釘的長木板上,放好實驗小車。B.把打點計時器固定在木板的一端,將紙帶穿過打點計時器的限位孔,紙帶一端夾緊在小車的后端,打點計時器接電。C.使木板略微傾斜,調節(jié)木板的傾角,測量紙帶點距直到相等,說明恰好平衡摩擦力。D.過兩釘中垂線上的適當位置作兩釘的平行線,交中垂線于A點,作為小車每次運動的起始點。E.使用一根橡皮筋時,將小車的前(或后)端拉到A點,接通電,打點計時器打點,釋放小車,小車分開木板前適時使小車制動