高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)探究功與速度變化的關(guān)系（全國(guó)一等獎(jiǎng)）

安圖一中物理教案時(shí)間：2023年月日課題§探究功與物體速度變化的關(guān)系課型新授課（1課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度。2、學(xué)習(xí)利用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系。（二）過(guò)程與方法通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與速度的關(guān)系，體驗(yàn)知識(shí)的探究過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹(shù)立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)學(xué)習(xí)探究功與速度變化關(guān)系的物理方法，并會(huì)利用圖象法處理數(shù)據(jù)。教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法――圖象法。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)觀察法、圖象法、遷移法。教學(xué)手段長(zhǎng)木板，橡皮筋（若干），小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶紙帶、復(fù)寫(xiě)紙等）、計(jì)算機(jī)等。教學(xué)活動(dòng)教學(xué)過(guò)程（一）引入新課教師活動(dòng)：前面幾節(jié)課研究了重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，從而確立了重力勢(shì)能的表達(dá)式。探究了彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系，從而確立了彈性勢(shì)能的表達(dá)式。這一節(jié)和下一節(jié)我們來(lái)探究功與物體動(dòng)能的關(guān)系。我們知道物體的動(dòng)能和速度有關(guān)，我們還不能馬上研究力對(duì)物體做的功和動(dòng)能的關(guān)系，我們先來(lái)研究力對(duì)物體做的功和速度變化的關(guān)系。（二）進(jìn)行新課教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“探究的思路”部分，投影問(wèn)題：（1）探究過(guò)程中，我們是否需要測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù)值？是否需要測(cè)出各次小車速度的具體數(shù)值？可以怎么做？（2）每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度有什么要求？為什么？（3）小車獲得的速度怎樣計(jì)算？（4）實(shí)驗(yàn)完畢后，我們用什么方法分析橡皮筋對(duì)小車作的功和小車速度的關(guān)系？學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，思考問(wèn)題并回答。教師活動(dòng)：傾聽(tīng)學(xué)生回答，幫助學(xué)生解決疑難，回答學(xué)生可能提出的問(wèn)題。點(diǎn)評(píng)：培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究前要養(yǎng)成思考的習(xí)慣。有了正確的探究思路，才會(huì)避免探究的盲目性。教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生思考下面的問(wèn)題：（1）小車在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到阻力，可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償？（2）紙帶上的點(diǎn)距并不都是均勻的，應(yīng)該采用那些點(diǎn)距來(lái)計(jì)算小車的速度？為什么？學(xué)生活動(dòng)：分組實(shí)驗(yàn)（有條件的學(xué)?？梢悦?jī)扇艘唤M，條件差的學(xué)?？梢悦克娜艘唤M）。點(diǎn)評(píng)：通過(guò)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，提高學(xué)生動(dòng)手能力。教師活動(dòng)：巡視、指導(dǎo)，解答學(xué)生提出的問(wèn)題，處理即發(fā)事件。重點(diǎn)指導(dǎo)一兩個(gè)組順利完成實(shí)驗(yàn)，以便后面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理?！處熁顒?dòng)：學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。問(wèn)題：根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，怎樣預(yù)測(cè)功與速度的關(guān)系？用圖象法研究功與速度的關(guān)系時(shí)怎樣使研究過(guò)程簡(jiǎn)便直觀？學(xué)生活動(dòng)：思考老師提出的問(wèn)題，并在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系，作出W－v2曲線，尋找功與速度的關(guān)系。點(diǎn)評(píng)：教師要放開(kāi)，讓學(xué)生大膽猜想，獨(dú)立完成探究過(guò)程。有的學(xué)生可能會(huì)走彎路，甚至失敗，探究結(jié)果并不重要，重要的是讓學(xué)生親歷探究的過(guò)程。教師活動(dòng)：利用數(shù)表軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以參考教材18頁(yè)“做一做”欄目中的提示來(lái)完成。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開(kāi)，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。（四）實(shí)例探究☆體會(huì)圖象法在物理解題中的應(yīng)用有一只小老鼠離開(kāi)洞穴沿直線前進(jìn)，它的速度與到洞穴的距離成反比，當(dāng)它行進(jìn)到離洞穴距離為d1的甲處時(shí)速度為v1，試求：（1）老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為d2的乙處時(shí)速度v2多大？（2）從甲處到乙處要用去多少時(shí)間？解析：（1）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，得v2d2=v1d1所以老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為d2的乙處時(shí)速度v2=d1v1/d2（2）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，作出圖象，如圖所示由圖線下方的面積代表的物理意義可知，從d1到d2的“梯形面積”就等于從甲處到乙處所用的時(shí)間，易得點(diǎn)評(píng)：用圖象法解決物理問(wèn)題，簡(jiǎn)便直觀，往往會(huì)收到意想不到的效果。學(xué)生活動(dòng)作業(yè)課余作業(yè)預(yù)習(xí)節(jié)的內(nèi)容。板書(shū)設(shè)計(jì)5．6探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)探究功與速度變化的關(guān)系．儀器及器材長(zhǎng)木板、橡皮筋(若干)、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶紙帶、復(fù)寫(xiě)紙等)、橡皮筋、電源、導(dǎo)線、刻度尺、木板．注意事項(xiàng)：1．橡皮筋的選擇．2．平衡摩擦力．3．誤差分析．4．橡皮筋的條數(shù)．5．實(shí)驗(yàn)裝置的選?。虒W(xué)后記思維方法是解決問(wèn)題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開(kāi)了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。課后習(xí)題1、在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到的紙帶如圖1所示，小車的運(yùn)動(dòng)情況可描述為：A、B之間為_(kāi)_______運(yùn)動(dòng)；C、D之間為_(kāi)_______運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選________來(lái)計(jì)算小車的速度v.圖12、在做“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值B．通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值C．通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的最大速度D．通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的平均速度3、在課本實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到阻力，但可使木板傾斜作為補(bǔ)償．下列正確的是()A．放開(kāi)小車，能夠自由下滑即可B．放開(kāi)小車，能夠勻速下滑即可C．放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D．放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可4、在“探究力對(duì)物體做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度都保持不變，這樣每次()A．做的功一樣B．每條橡皮筋產(chǎn)生的彈性勢(shì)能相同C．產(chǎn)生的動(dòng)能相同D．產(chǎn)生的重力勢(shì)能相同5、在做“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車的質(zhì)量為m，使用橡皮筋6根，每次增加一根，實(shí)驗(yàn)中W、v、v2的數(shù)據(jù)已填在下面表格中.Wv/m·s－1v2/m2·s－2000(1)試在圖7－6－3中作出圖象．(2)從圖象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是____________________．圖7－6－36．本實(shí)驗(yàn)的目的是()A．探究力與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系B．探究力與物體運(yùn)動(dòng)加速度的關(guān)系C．探究力對(duì)物體做的功與物體加速度變化的關(guān)系D．探究力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系7．在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作均正確．甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了功和速度的關(guān)系圖線，如圖3甲所示，并由此圖線得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論．乙同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了功與速度平方的關(guān)系圖線，如圖乙所示，并由此也得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論．關(guān)于甲、乙兩位同學(xué)的分析，你的評(píng)價(jià)是()圖3A．甲的分析不正確，乙的分析正確B．甲的分析正確，乙的分析不正確C．甲和乙的分析都正確D．甲和乙的分析都不正確圖48．如圖4所示，與小車相連、足夠長(zhǎng)且穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一條紙帶上的間距明顯不均勻，右端間距小，左端間距大，下面的分析和判斷正確的是()A．若左端與小車相連，可能平衡摩擦力時(shí)，木板傾斜度太大B．若右端與小車相連，可能平衡摩擦力時(shí)，木板傾斜度太大C．若左端與小車相連，可能小車有一定的初速度，實(shí)驗(yàn)前忘記平衡摩擦力或沒(méi)有完全平衡摩擦力D．若右端與小車相連，可能小車運(yùn)動(dòng)前忘記或沒(méi)有完全平衡摩擦力9．在用如圖5所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()圖5A．為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長(zhǎng)木板的左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng)B．為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣C．可以通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值D．可以通過(guò)改變小車的質(zhì)量來(lái)改變拉力做功的數(shù)值E．實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源F．通過(guò)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的最大速度G．通過(guò)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的平均速度12．探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所示，實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程如下：圖6(1)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W…；(2)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、…；(3)作出W－v草圖；(4)分析W－v圖象．如果W－v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝eq\r(v)等關(guān)系．以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中有一項(xiàng)不正確，它是________．A．本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W….所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致．當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為W，用2條、3條、…橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、…實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2W、3W…B．小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ强梢允鼓景暹m當(dāng)傾斜C．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲