教案-全国-2008_高一物理探究功和物体速度变化的关系教学设计 必修2.rar

探究功和物体速度变化的关系【教学目标】1．知识与技能：学会探究功与物体速度变化关系的方法.2．过程与方法：通过建立坐标系、描点、连线寻找一些量之间的变化关系,学会用图像法处理数据的技能.3．情感、态度与价值观：通过探究过程激发学生求知欲和学习兴趣，享受成功的乐趣，体会物理学研究的科学性,培养学生的逻辑思维能力.【教学重点】探究思路:功与速度变化的关系,再次体会功和能量变化关系.【教学难点】1.橡皮筋的弹力做功的处理2.图像法寻求功与速度变化的关系【教学方法】师生、生生讨论互动的方法【教具准备】长木板（侧面分别钉上两个钉子）、小车、打点计时器（包括纸带、复写纸、电源和导线）、橡皮筋若干条、直尺、坐标纸【主要教学过程】复习并引入新课前面几节课我们研究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,其表达式是怎么的呢(学生回答或者板书演示)?又探究了弹力做功与弹性势能的关系，并由此也确立弹性势能的表达式,其表达式是怎么的呢(学生回答或者板书演示)?那么功有什么样的作用效果呢？请同学们思考下面问题:第29届奥运会已经于今年的8月8日在我们的首都北京成功举行了,在田径中跳高比赛，背越式跳高世界记录2.45m，而撑竿式跳高世界纪录6.14m，同是跳高比赛为什么会有这么大的差别呢？(原因是:弯曲的竿的弹力对运动员做了功，使运动员获得更大的速度才可以上升到更高的高度，可见力对物体做的功同时，物体的速度发生了变化.)这节课我们就来探究力对物体做的功与物体速度变化的关系.二、新课教学学生阅读教材P64-65页，明确以下几个问题.(1)小车运动过程中受几个力？为使橡皮筋的拉力充当合力，其他力应怎样处理？（重力、支持力、摩擦力、橡皮条的弹力；将其他力平衡掉.引导学生思考平衡摩擦力的方法）(2)实验中，是什么力对小车做功？小车做什么性质的运动？初速度是多少，末速度如何求？（引导学生回答：橡皮条的弹力做功；小车做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动；初速设为零，末速可通过处理纸带求得）(3)探究过程中，我们能否测出橡皮筋做功的具体数值？那我们如何对橡皮筋做功的进行测量？如何处理实验数据，得到合力的功与速度变化的关系？（引导学生回答：不能直接测量变力的功.用几根相同的橡皮筋进行测量，第一次用一根橡皮筋去拉小车，第二次用两根橡皮筋并联去拉小车，每次橡皮筋的形变量相同，则橡皮筋对小车做功可以用倍数来表示；同理只要每次拉橡皮筋的起点相同，橡皮筋对小车做功就可以用1W、2W、3W…来表示了；用图像法处理实验数据，通过图像可以直观的看出物理量之间的关系）2．探究过程(1)学生合作按教材P64页图7.6-1所示将器材连接好.(2)先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车的速度V1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1=W，记入表格.(3)用两条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为W2=2W，测出小车的速度V2，记入表格.(4)用三条、四条……橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入设计的表格中.橡皮筋做的功与小车获得的速度及速度的平方的关系橡皮筋的根数（根）橡皮筋做的功小车获得的速度vn（m/s）小车速度的平方vn2（m/s）21W1=W2W2=2W3W3=3W4W4=4W5W5=5W（5）建立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功W，用横坐标表示物体的速度V或速度的平方V2，描点、连线，得出结论.3．根据实验过程思考下列问题：(1)是如何平衡摩擦力的？平衡到什么程度，如何验证？回顾以前我们做过的实验看看有没有可以借鉴的地方？（让木板有一个微小的倾角；使重力沿斜面向下的分力等于阻力；轻推小车使之匀速运动.强调平衡摩擦力时要让小车夹上纸带，并穿过打点计时器的限位孔.）(2)橡皮筋对小车在哪个阶段做功？如何做到每根橡皮条的功都相等？（橡皮筋有形变，对小车有拉力时才会对小车做功；使橡皮条完全相同，且伸长量也一样.）(3)思考纸带上打点的分布情况，如何计算末速度？（纸带上的点距并不都是均匀的，选择点距均匀的点进行实验数据的采集.设计表格展示功与速度、速度的平方的关系.）(4)如何通过图像处理数据？（将图像做成直线，有利于判断物理量间的关系）(5)小车在轨道上运动时橡皮筋对小车施加的力是小车所受合外力吗？（提示：不是，小车在轨道上运动是不仅会受到橡皮筋对小车的拉力，还受到轨道对小车的摩擦力.我们实验的目的是探究橡皮筋对小车做功与小车速度变化的关系，这里摩擦力也对小车做功，因此实验之前我们应该先平衡轨道对小车的摩擦力，让小车所受的橡皮筋的拉力就是小车的合外力.）（6）表格显示的关系显然不直观，所以我们用图像处理数据能够更加清晰地展示橡皮筋对小车做的功和小车速度（或速度的平方）的关系，回想一下我们做过的实验中有没有类似的？我们是