【探究功与物体速度变化的关系实验】探究功与物体速度变化的关系
【jiaoan.jxxyjl.com--高二物理教案】
【学习目标】
1．知识与技能：通过本节课的学习，学会探究功与物体速度变化关系的方法。
2．过程与方法：通过本节课的学习，学会通过建立坐标系、描点、连线寻找一些量之间的变化关系。
3．情感、态度与价值观：通过本节课的学习，感受探究过程中避繁就简的方法选择，培养学生的逻辑思维能力。
【重点】探究思路 功与速度变化的关系
【难点】图像法寻求功与速度变化的关系
【课前复习】前面学习了两种功能关系:
①重力做功引起重力势能的变化，并且确立了重力势能的表达式。
②弹簧弹力做功引起弹性势能的变化，并且确立了弹性势能的表达式。
本节我们研究另一种功能关系即合力做功与动能的关系。
【教学设计】
一、新课引入
问题一：动能的定义是什么？与什么物理量有关？
（引导学生回答：物体由于运动而具有的能量叫做动能；速度、质量）
问题二：什么是合力的功？如何求合力的功？
（引导学生回答：物体所受合力做的功叫合力的功；若恒力做功用公式,若变力则不容易求）
问题三：探究合力的功与速度变化的关系，需要测量哪些物理量？采用什么实验方法和器材？
（引导学生回答：需要测量速度、合力的功；测速度可用打点计时器。研究物理量之间的关系可以用半定量的方法，不需要测出具体值。同时引导学生思考，如何改变合力的功）
二、新课学习
1．学生阅读教材p17-18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；现时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)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：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17页图5．6-1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，设此时橡皮筋对小车做的功为，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，测出小车的速度，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，记入表格。
(5)建立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功，用横坐标表示物体的速度或速度的平方，描点、连线，得出结论。
3．注意事项：根据实验过程思考。
(1)如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？
（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。）
(2)如何做到每根橡皮条的功都相等？
（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？
（打点之间的距离先增大后不变，通过不变的点间距求末速度。）
(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）
4．典型例题：
例1 如图所示，小车的运动情况可描述为、之间为_______运动，、之间为_______运动。12
例2 小车质量，使用橡皮筋1～6根，每次实验增加一根，实验中、、的数据已填在表格中，试作出图像。
0
0
0
1.00
0.80
0.64
2.00
1.10
1.21
3.00
1.28
1.64
4.00
1.53
2.34
5.00
1.76
3.10
6.00
1.89
3.57
【--说明】
探究性实验是以获取物理新知识为目的的教学方式，所以安排在学习新知识之前，这样就比验证性实验的难度要大，其中难就难在要确立哪些物理量之间的关系上。学生需要在类比、推理的前提下，确立自己研究的课题和方法。
首先在老师所设置问题的引导下，逐步展现问题并思考实验的大体方案。然后根据方案设计实验步骤，并分析步骤中的注意事项，尤其是处理数据的方法，图像法使物理量之间的关系直观，好判断。
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